电磁波相关定位技术

2025 年 8 月 9 日
物联网常见问题解答

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利用电磁波定位的原理分为信号强度法、到达角/离开角法、飞行时间法等，定位精度依次递增。

电磁波信号强度

利用信号强度进行测距和定位的典型技术是低功耗蓝牙 (BLE) 和 Wi-Fi 定位。例如，蓝牙标签广播信息，蓝牙网关接收。然后，网关将数据发送回服务器，服务器计算信标或跟踪器的位置。方法可以是点定位（存在检测）或三角测量。它也可以是通过蓝牙标签发送信号，由跟踪器接收并转发。

我们公司的 B-移动 和 B-固定 系统采用此方案。蓝牙网关可以 LoRa蓝牙网关, NB-IoT蓝牙网关.

技术	准确性	距离	功耗
蓝牙	1~3米	< 150 米	5毫安
无线上网	10~15米	< 100 米	100~200毫安

BLE与Wi-Fi定位技术性能对比

AoA 和 AoD 定位技术

根据待定位终端上下行方式的不同，高精度蓝牙定位可以分为到达角（AoA）和出发角（AoD）两种技术原理。AoA技术原理是采用单天线发射测向信号，接收设备内置天线阵列，信号经过时，由于阵列中接收到的距离不同，会产生相位差，进而计算出相对的信号方向。

AoD则与前者相反，将带有天线阵列的设备安装在固定位置，向单天线终端发射信号，单天线终端检测信号方向，进而计算出位置。

AoA 和 AoD 优势

终端成本低
仅需一个网关即可实现亚米级精度

AoA 和 AoD 的缺点

覆盖范围有限 •
网关需要准确固定在一个位置，并且不能受到振动•
网关需要通电并连接到网络

ToF（飞行时间）定位技术

ToF定位是通过分别测量移动终端与三个或三个以上基站之间的信号传播时间来实现的，采用三角定位。设移动终端到基站的直线距离为R（半径），那么根据几何原理，移动终端的位置必然位于以基站i的位置为圆心，R为半径的圆上。同理，多个圆的公共交点就是移动终端的位置。

典型的TOF定位是卫星定位。此外，运营商也可以通过这种方式或测量信号强度来定位手机，即所谓的LBS（基于位置的服务）。LoRaWAN也支持飞行时间定位，但需要安装三个或更多的LoRa网关。定位精度根据网关距离和周围建筑物数量，从几十米到几百米不等。

UWB定位技术

超宽带 (UWB) 技术是一种无线的 UWB是一种使用1GHz以上频段的通信技术。UWB不使用正弦波，而是使用纳秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据。因此，它占用的频谱很宽。

UWB技术具有系统复杂度低、发射信号功率谱密度低、对衰落信道不敏感等优势，同时具有低截获率和高定位精度等特点，特别适合在室内等密集区域实现高速无线接入。由于其覆盖的频谱范围广，通过无线通信，UWB可以以每秒数百兆比特或更高的速率传输数据。UWB可以在超宽的带宽上传输信号。根据美国联邦通信委员会（FCC）的数据，UWB在3.1至10.6GHz频段占用超过500MHz的带宽。