UWB方位定位技术及应用-PDOA

方位定位及应用场景

目标的方位，也就是目标的方向和距离，并非坐标。方位定位不需要依赖地图和测绘，是相对基站而言的方向+距离的目标定位。

n  方位定位应用场景应用：

UWB方位定位技术-PDOA

PDOA，英文全称是Phase-Difference-of-Arrival，也是一种室内定位算法，通过测量相位差求出信号到达角，往返的传播时间来计算距离。

到达角度AOA / 到达相差PDOA

n  Angle of Arrival – general case

到天线A的路径比到天线B的路径大p=d.sin(θ)。如果假设信号在自由空间中传播，不受阻碍或经过变换，那么信号传播到天线A所需的时间将更长。为了计算入射角，可以找到每个天线的到达时间，以及用于估计p和θ的差值。

n  PDOA advantage over TDOA

PDOA 的基本原理是将到达角度θ转换为到达相位差α ，通过到达相位差的测量来间接地估计到达角度。从θ转换为α的放大倍数越大，则估计精度会越高。

PDOA 可以看作利用放大效应通过一个较容易测量的量来间接估计一个比较难以测量的量的一种手段。载波频率越高，波长就越小，小的距离p将导致相对较大的载波相位差。

n  PDOA局限性：

1.    角度和相位的大致的线性关系是在一定的角度范围，-60到+60；

2.    接收天线的一致性也会导致相位差的误差；

3.    接收天线和发射天线不同高度，也会导致相位差的误差。

n  最优天线间隔λ/2： 

PDOA要求两根天线靠得非常近—理想的情况是两根接收天线的间隔为波长的一半，即λ/2。

最优天线间隔是指在不产生相位模糊的前提下使得到达相位差尽可能大的间隔。天线间隔为最优距离时，在90度到-90度范围内，θ与α存在一一对应的关系，在中间的线性部分的斜率大概为3左右。