UWB 定位：让 ToF 为您的业务带来精确优势

2025-12-08 12:01

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在日常运营中，您是否经常因为找不到资产、工具或物料而浪费时间？UWB 定位技术能够帮助企业快速定位物品，减少不必要的延误，大幅提升效率与利润。通过 ToF（飞行时间）定位技术，我们为您提供可靠、稳定、易部署的室内精准定位方案，让业务运行更加高效可控。

ToF 如何提升企业定位精度？

UWB纳米级脉冲

纳秒级脉冲

系统通过发射超短脉冲（约 2 纳秒）实现极高时间分辨率，从而提升定位精度。宽带脉冲能够避免信号之间的重叠，减少干扰，同时符合 IEEE 802.15.4-2020 标准，保证系统运行稳定可靠。

光速传播

定位过程依靠信号以光速传播（约 3×10⁸ 米/秒）。信号速度恒定，能够为系统提供可量化的路径测量基础，从而保证测距精度。

信号飞行时间

定位系统通过测量信号从基站发送、到达标签、再返回基站的往返时间（飞行时间）来计算距离。此过程完全基于时间测量，不依赖信号强度，因此更加稳定可靠。

精确计时

ToF 技术需要超高精度计时器，时间分辨率可达到皮秒级。通过严密的同步机制，减少时钟偏移带来的误差，确保定位数据长期稳定可信。

什么定义了一套高精度的 UWB 定位系统？

UWB 在精度与安全性方面远优于许多传统定位技术。

高精度 UWB 定位系统

一套高标准的 UWB 定位系统必须具备以下能力：

厘米级精度（约 10 cm）
毫秒级低延时，实现实时位置更新
高容量，同时支持 30 个以上标签并发定位
可提供三维定位数据（3D）
6.8 Mbps 高速数据传输能力

在某些大型仓储中心，由于旧系统无法应对旺季物流量，导致工作人员几乎崩溃。而根据 FiRa 联盟总结，UWB 在精度、安全性和抗干扰性能方面都表现突出，是专业室内定位的优选方案。

为什么选择 ToF 而不是 RSSI？

ToF vs RSSI

信号能量的不稳定性

RSSI 基于信号强度估算距离，易受衰减、反射、多径等因素影响，误差可能达到 1–5 米。而 ToF 完全基于时间测量，可以忽略信号强弱，因此结果更稳定可靠。

距离计算精度

RSSI 精度差，而 UWB 的 ToF 测距可以做到 10 cm 级别，适用于对精度要求较高的工业场景。

相位干扰问题

狭带系统（如蓝牙）容易受到相位干扰导致误判，而 UWB 的短脉冲特性可避免此问题，确保信号逻辑清晰，无需担心多路径相位影响。

毫米级分辨能力

UWB 的超宽带可提供高达 500 MHz 的带宽，时间分辨率达到纳秒级，能够检测极细微的移动，适用于工业自动化、机械监测等场景。

如何优化 UWB 定位算法？

下面介绍几种常见算法，以及它们在实际部署中的作用。

双向测距（DS-TWR）

双向测距通过设备之间主动交互消除时延，能够获得 <10 cm 的测距精度，适用于需要高精度的场景。

到达时间差（TDoA）

通过多个基站同步测量信号到达时间差，可支持大规模、多标签的定位（超过 1000 标签/区域）。

角度测量（AoA）

通过多天线上信号相位差计算信号入射角度，用于提升三维定位特别是高度方向的精度。

三边定位

通过三个或更多基站的几何关系确定标签位置，适用于复杂环境的高精度定位。

时钟漂移控制

用于校准设备之间的频率偏移，提高系统稳定性，常用于开发板（如 ESP32 或 Arduino）的 UWB 应用。

UWB 定位优化算法技术规格对比

优化算法	核心机制	测量精度	时钟同步要求	计算与功耗负载	可扩展性指标
DS-TWR 测距	双边双向飞行时间	<10 cm (视距)	异步 (无需同步)	高发射功率 (主动标签)	低 (<100 Hz 更新率)
TDoA 同步	双曲线多点定位时间差	10-30 cm (双曲线 GDOP)	严格有线/无线 (<1 ns 抖动)	低发射功率 (眨眼模式)	海量 (>1000 标签/区域)
AoA 计算	到达相位差 (PDoA)	<5° 角度误差 (天线阵列)	基站内相位同步	高 DSP 负载 (角度解算器)	中等 (单基站可用)
三角测量法	几何角度交会 (Theta/Phi)	距离依赖 (角度分辨率)	空间对齐 (基站几何)	高 MCU 浮点计算	依赖基站密度
时钟漂移控制	载波频率偏移 (CFO) 估算	<20 ppm 振荡器校正	动态环路校准	低 (固件算法)	通用(ESP32/Arduino)
混合融合	TDoA + AoA 传感器融合	亚 10 cm (增强 Z 轴)	时间 + 相位对齐	极高 (卡尔曼滤波)	高密度部署

哪些硬件规格适合您的业务？

以 UWB3000F27 模块为例，它的特点完全适用于高精度定位项目。

500 mW 发射功率

27 dBm 高功率让信号具备更强穿透力，可在户外达到 1 公里范围，适用于大区域定位。

UWB3000F27 模块

搭载 DW3000 系列芯片，集成低噪声放大器（LNA），灵敏度更高，电路设计更简化，加速您的产品开发周期。

1 km 通信距离

在视距环境下可实现 1 km 通信范围，配合 850 kbps 低速率模式进一步提升通信距离。

UART 接口

模块支持标准 UART 通讯，易于接入各类 MCU（如 STM32、ESP32 等），降低开发难度。

AES-128 加密

提供强加密保护，确保定位数据安全可靠，适用于工业级安全要求。

UWB 如何应对复杂环境中的多径干扰？

非重叠脉冲

UWB 发送的短脉冲在时间上完全分离，可轻松识别直达路径与反射路径，提高定位准确性。

非重叠脉冲：时间分辨信号，消除干扰

密集环境适应能力

在工厂、仓库等金属密集环境中，系统能够过滤反射信号，只保留第一径信号，使测量更准确。

信号反射处理

通过时间分辨能力区分不同路径，避免狭带系统常见的干扰问题。

信道容量优势

拥有超宽带（500 MHz），在传输更多数据的同时保持极高定位精度。

时间域处理

UWB 完全基于时间域测量，不受频率偏移影响，从根本上解决多径干扰问题。

常见问题解答

UWB 的 10 cm 精度是否为行业标准？

是的，这是 ToF 技术的典型精度，可满足工业级需求。

500 mW 功率是否能达到 1 km 覆盖？

在视距环境下可以达到，穿透力强，适用于户外定位。

DW3000 芯片是否支持 5 号通道？

支持，并符合 IEEE 802.15.4-2020 标准。

UWB 信号是否可以穿墙？

可以，27 dBm 功率可穿透一般墙体，但最佳效果仍在视距条件下。

单基站可连接多少标签？

可支持约 30 个标签同时定位，三基站组合即可实现大容量部署。

UWB 定位技术能够有效提升企业效率、减少不确定性，适用于资产管理、仓储物流、安防、人员定位等多类业务场景。G-NiceRF 提供可靠的 UWB 模块、系统与技术支持，帮助您快速部署高精度定位系统，实现业务增长与稳定运营。