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      今天，四相科技分析一下UWB技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)。

      隨著我國(guó)公路、鐵路的不斷擴(kuò)建發(fā)展，隧道施工越來(lái)越多。目前，隧道施工面臨工種危險(xiǎn)系數(shù)高、隧道長(zhǎng)、工作人數(shù)多等問(wèn)題。這些問(wèn)題的解決之道，主要依靠人員定位系統(tǒng)。應(yīng)用的技術(shù)不同，人員定位系統(tǒng)的特點(diǎn)也是不同的。UWB無(wú)線定位技術(shù)由于功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低，尤其是能提供非常精確的定位精度等優(yōu)點(diǎn)，而成為人員定位系統(tǒng)的技術(shù)熱點(diǎn)和首選。本文主要分析基于UWB技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)。

　　基于UWB技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1.系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低

　　UWB不使用載波，它通過(guò)發(fā)送納秒級(jí)脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。UWB發(fā)射器直接用脈沖小型激勵(lì)天線，不需要傳統(tǒng)收發(fā)器所需要的上變頻，從而不需要功用放大器與混頻器，因此，UWB允許采用非常低廉的寬帶發(fā)射器。此外，在接收端，UWB接收機(jī)不需要中頻處理。

　　2.數(shù)據(jù)傳輸快

　　民用商品中，一般要求UWB信號(hào)的傳輸范圍為10m以內(nèi)，再根據(jù)經(jīng)過(guò)修改的信道容量公式，其傳輸速率可達(dá)500Mbit/ s，是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和無(wú)線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。UWB 以非常寬的頻率帶寬來(lái)?yè)Q取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用已經(jīng)擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無(wú)線技術(shù)使用的頻帶。

　　3.定位精確

　　沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超寬帶無(wú)線電通信，很容易將定位與通信合一，而常規(guī)無(wú)線電難以做到這一點(diǎn)。超寬帶無(wú)線電具有極強(qiáng)的穿透能力，可在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位，而GPS定位系統(tǒng)只能工作在GPS 定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)；與GPS 提供絕對(duì)地理位置不同，超短脈沖定位器可以給出相對(duì)位置，其定位精度可達(dá)厘米級(jí)。此外，超寬帶無(wú)線電定位器更為便宜。

　　4.功耗低、耐用

　　UWB 系統(tǒng)使用間歇的脈沖來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns 之間，有很低的占空因數(shù)，系統(tǒng)耗電可以做到很低，在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量?jī)H為幾百μW～幾十mW。民用的UWB 設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/ 100 左右，是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/ 20 左右。軍用的UWB 電臺(tái)耗電也很低。因此，UWB 設(shè)備在電池壽命和電磁輻射上，相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。

　　5.可用性可靠性高

　　該系統(tǒng)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已有大量的實(shí)際工程應(yīng)用，穩(wěn)定可靠、適用于室內(nèi)、室外等各種工業(yè)環(huán)境。

　　6.安裝調(diào)試簡(jiǎn)單

　　該系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作，普通工程人員在接受培訓(xùn)后，即可快速掌握，無(wú)需太多的專業(yè)知識(shí)。

　　7.通信協(xié)議簡(jiǎn)潔

　　該系統(tǒng)與上層應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議簡(jiǎn)單，測(cè)距數(shù)據(jù)信息讀取方便。

　　UWB定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)。最后對(duì)UWB主要的應(yīng)用領(lǐng)域和前景進(jìn)行討論。UWB定位技術(shù)的優(yōu)勢(shì)勢(shì)必使其前途一片光明。隨著通信技術(shù)的進(jìn)步和定位技術(shù)的發(fā)展，UWB的應(yīng)用還遠(yuǎn)不止于此。新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)，高精度定位技術(shù)的應(yīng)用在智慧隧道項(xiàng)目方面會(huì)越來(lái)越多。