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智慧工程:UWB定位技術,讓人員定位更精確

說到無線定位技術,許多人的第一反應就是GPS定位技術。它是20世紀70年代初美國出於軍事目的開發的衛星導航定位系統,此後,通過技術不斷加強,現已成為應用最為廣泛的室外定位技術。相較於GPS定位技術,UWB定位技術的知名度,可能會稍遜一籌。但是這並不代表UWB技術本身存在問題,主要原因還在於自身的特點。

UWB技術(Ultra Wideband) ,也稱做脈衝無線電( Impulse Radio)、時域(Time Domain)或無載波(Carrier Free)通訊,是一種無載波通訊技術,採用時間間隔極短(小於1ns)的非正弦波窄脈衝進行傳輸資料。

UWB定位技術屬於無線定位技術的一種,它的工作原理是傳送和接收脈衝間隔嚴格受控的高斯單週期超短時脈衝,超短時單週期脈衝決定了訊號的頻寬很寬,接收機直接用一級前端交叉相關器就把脈衝序列轉換成基帶訊號。它省去了傳統通訊裝置中的中頻級,極大地降低了裝置複雜性。

目前,公路、鐵路隧道的建築施工環境艱苦惡劣,工種危險係數高,工作人員人數多,使隧道建築施工企業面臨巨大的管理困難,迫切需求一種能夠高效、準確的人員管理和安全管理系統。由於GPS定位技術,定位訊號到達地面較弱,不能穿透隧道等山體、建築物,且所能達到的定位精度範圍在5m-20m,定位器終端的成本較高,因此,目前,UWB定位技術多被用於智慧工程的施工人員定位系統中,尤其是隧道人員定位系統。

就陝西明銳資訊的隧道人員定位系統來講,其基於UWB定位技術的隧道人員定位系統,主要是應用UWB高精度無線測距系統,通過在臺車上部署基站,為人員佩戴標籤的方式,實現對臺車與人員間的實時測距,從而確定人員所在位置(相對於臺車)和區域。系統容量大,實時性好,無漏卡,測距精度高達50cm。系統具有實時高測距精度,當隧道發生坍塌掩埋施工人員的情況時,將精確記錄被埋人員的相對臺車位置,從而為施工救援提供準確的位置資訊。

在人員定位系統中,應用UWB技術,會使人員定位更加精確,使工程專案人員管理變得簡單。此外,由於它是以一種數學方式產生脈衝,並對脈衝產生調製,而這些電路都可以被整合到一個晶片上,這樣大大降低了裝置成本,使得工程造價成本相對比較低。