GNSS、UWB和蓝牙技术及定位认知

一、GNSS就是卫星定位，准确而言是三种技术唯 一真正意义的定位技术

GPS和北斗三号都是基于反向TDOA的三角定位坐标位置解算。

GNSS的缺陷是只能适用室外定位，并且室外环境相对空旷，保证可以收到(看到)至少四颗卫星信号。在建筑物旁边，由于GPS/北斗信号的遮挡，都没有办法实现坐标位置解算。基于TDOA的三角定位，需要保证严格的高精度时钟同步，GPS/北斗卫星采用专业的技术保证严格的时钟同步，所有GPS或北斗信号也可以被用于高精度时钟源，用于地面无线或有线网络设备的参考时钟。

GPS/北斗定位需要至少四颗卫星信号；作为高精度参考时钟，收到一个信号就可以实现。

二、UWB定位和蓝牙定位

2.1需要掌握的UWB和蓝牙的基本认知

• UWB和蓝牙都可以用于室内和室外位置服务

• UWB的功耗基本上是蓝牙BLE功耗5倍

• UWB芯片的成本也基本是蓝牙BLE的5-10倍

相比BLE，UWB功耗大、成本高是一个不可回避的现实问题。

UWB不是定位技术，UWB严格意义讲是高精度的无线测距技术，测距精度可以达到10-30厘米，距离可以达到200米甚至更远（CH2+PA条件）。

蓝牙/BLE 严格定义是近距离的低功耗无线数据通讯技术，在同样的距离前提下，BLE数据通讯的带宽以及功耗的综合表现是最优的。利用BLE的RSSI实现测距是一种非常不准确的技术，因为除了距离，影响RSSI有太多的环境问题（湿度、同频干扰、金属反射等等）；尽管BLE AOA出现给出了另一条基于蓝牙信号的定位技术路线，但是由于蓝牙信号本身易受干扰，导致体验一般。

2.2普遍认知的“UWB是高精度的室内定位技术，定位精度可以达到10-30厘米”是不真实的

• UWB是高精度的测距技术，在标签和基站可视的前提条件下，测距精度可以保证10-30厘米

• 测距精度不能等同定位精度，定位精度取决于定位技术路线

• 采用TDOA的三角定位技术解算坐标，需要保证三个可视的高精度测距值+基站坐标的精准测绘

• 在不能保证三个可视的高精度测距值，定位结果的精度完全不可控，几米甚至几十米的偏差都有可能

• 基站坐标的测绘精度同样会带来定位的偏差，这个比“不能保证三个可视的高精度测距值”影响稍好些，基本在几米以内的偏差。

所以千万不要再认为“UWB是高精度的室内定位技术，定位精度可以达到10-30厘米”

2.3普遍认知“如果对定位精度要求不高，可以采用蓝牙室内定位技术，定位精度达到3-5米”也不是真实的

• 蓝牙严格意义是近距离数据通讯技术，如果基于RSSI实现无线测距，测距的误差在3-5米

• 测距精度不能等同定位精度，定位精度取决于定位技术路线

• RSSI收到环境影响十分大，比如下雨、潮湿天气，大量2.4G信号的同频干扰，以及环境中金属物体对信号反射等等。此外，设备长期使用以及不同芯片方案及硬件设计，都会导致RSSI有很大的波动变化

• 采用TDOA的三角定位技术解算坐标，需要保证三个测距值+基站坐标的精准测绘；蓝牙的RSSI测距可信度不高，基站坐标的测绘精度同样会带来定位的偏差。

• 采用蓝牙AOA的定位技术，蓝牙信号易受干扰的问题，同样没有办法避免。尽管抛弃了不可信的RSSI测距，采用蓝牙天线整列计算信号到达角度的定位，但是蓝牙AOA基站必须水平安装（室外没有使用的可能性），同样对使用带来很大的局限性。

三、为何区域定位市场对于蓝牙接受度要比UWB要高？

首先很多用户被UWB产品厂家宣传的“UWB-10厘米高精度室内定位技术”误导，实际环境有没有办法保证TDOA三角定位的条件，导致体验效果很差。花了大价钱，却没有得到资料宣传的效果，当然就不会再用UWB。

其实所有从事UWB产品研发的企业都应该重视这个问题，为什么大多数UWB项目都不了了之，这大大降低了市场对UWB接受度。既然吹嘘比蓝牙体验好的10厘米高精度定位，但是用户花了几倍蓝牙的投入，却面对不堪的体验，市场不会为UWB技术买单。

“锅”是三角定位而非UWB

相比UWB，蓝牙大的优势就是成本低、功耗低，在定位方面蓝牙也自降身段，不去和UWB比定位精度，更不会吹嘘定位精度。蓝牙在定位需求市场最为成功的就是基于蓝牙信标的位置打卡的巡检应用，这个在一些场景作业管理已经可以满足用户需求。在增加一些小空间的AOA定位，以及配合蓝牙手环的生命体征监测等功能。相比UWB而言，用户更能接受蓝牙的方案而非UWB。

蓝牙面对室内定位需求同样不可回避的是蓝牙信标以及蓝牙AOA的使用局限性，简单位置需求可以满足。

四、区域空间位置服务出路在UWB技术

1. 区域空间位置服务包括室外定位和室内定位

2. 蓝牙技术提供位置服务功能，UWB都可以实现；有些UWB技术可以实现的，蓝牙技术做不到

3. UWB的高精度测距是所有无线信号中表现最优的

4. 对于区域空间需要无线信号精准坐标定位，采用基于UWB信号TOF三角定位是最优选择

5. 可以基于UWB高精度测距技术实现出入口场景管理，这个蓝牙技术没有办法实现的

6. 可以基于UWB高精度测距技术实现精准的一维空间的定位，这个也是蓝牙技术没有办法做到的

7. 可以基于UWB高高精度测距信号，实现任意定义精细网格化定位，这个也是蓝牙技术没有办法做到的

8. 基于UWB的PDOA的方位定位，蓝牙技术也是没有办法做到的

智慧工厂人/车/物位置感知服务

空间区域-普通存在性检测和精细网格化存在检测的比较

位置空间场景需求还在不断的被挖掘，从长远发展的眼光以及投资保护的角度考虑，选择UWB而非蓝牙技术作为区域空间位置服务技术，将会有更大的机会满足用户的新需求。