Unterschiede und Anwendungen der UWB-Positionierungstechnologie und der GPS-Positionierung

Wenn es um Ortungstechnologie geht, denken die meisten Menschen zuerst an GPS-Navigationsanwendungen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie hat sich die Positionierungstechnologie jedoch diversifiziert. UWB-Module als aufstrebende Positionierungstechnologie entwickeln sich nach und nach und zeigen in bestimmten Bereichen ein enormes Potenzial. Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung in die Unterschiede und Anwendungen von UWB-Positionierungssystemen und GPS-Positionierungssystemen.

UWB-Positionierungssystem: Funktionen und Anwendungen

Das UWB-Positionierungssystem besteht aus mehreren UWB-Modulen, die Basisstationen bilden und Objekt-Tags positionieren. Wenn ein Positionierungs-Tag innerhalb des Positionierungsbereichs der Basisstation erscheint, empfängt jede Basisstation das Tag-Signal und bestimmt die Entfernung zwischen dem Tag und der Basisstation basierend auf der Ankunftszeitdifferenz (TDoA) oder der Phasendifferenz der Ankunft (PDoA). Signal. Die Position des Tags wird durch den Abstand zwischen jeder Basisstation und dem Tag bestimmt, was als UWB-Triangulationspositionierung bekannt ist.

Das UWB-Signal verfügt über eine extrem große Bandbreite, was eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung und ausgezeichnete Anti-Interferenz-Fähigkeiten ermöglicht, sodass es in komplexen elektromagnetischen Umgebungen zuverlässig funktioniert. Daher werden UWB-Module häufig in Smart Homes, industrieller Automatisierung, Indoor-Navigation und anderen Bereichen eingesetzt und bieten eine hochpräzise Positionierung und zuverlässige Datenübertragungsunterstützung für diese Szenarien. Die Eigenschaften und Anwendungen der UWB-Positionierung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Positionierungsprinzip: Berechnen Sie die Position durch Messung der Zeitdifferenz oder Phasendifferenz der Ankunft des Tag-Signals mithilfe mehrerer UWB-Module, die als Basisstationen eingerichtet sind, z. B. durch Triangulation.

Positionierungsgenauigkeit und -bereich: Erzielen Sie eine hochpräzise Positionierung im Zentimeterbereich innerhalb eines bestimmten Bereichs.

Ultrabreitband: Die Signalbandbreite ist extrem groß und ermöglicht hohe Datenübertragungsraten, typischerweise über 500 MHz.

Anti-Interferenz: Mit seiner einzigartigen Spektrum-Spreizungstechnologie verfügen UWB-Signale über starke Anti-Interferenz-Fähigkeiten.

Anwendungsszenarien: Geeignet für die Positionierung in Innenräumen, die Objektverfolgung und andere Szenarien, die eine hohe Positionierungsgenauigkeit und Datenübertragungsraten erfordern.

Eigenschaften und Anwendungen des GPS-Positionierungssystems

Das GPS-Satellitenpositionierungssystem nutzt eine Kombination aus Satelliten, Bodenkontrollstationen und Empfangsgeräten, um Positionsbestimmung und Navigation zu ermöglichen. Das Satellitensystem sendet Navigationssignale rund um die Erde aus, die in Form von Radiowellen zur Erde übertragen werden. Benutzer verwenden dann Empfangsgeräte (GPS-Module), um von mehreren Satelliten übertragene Daten zu empfangen, einschließlich Satellitenpositionen und Zeitstempel der übertragenen Signale, um ihre eigene Position, Geschwindigkeit und Zeit für die Positionierung und Navigation zu berechnen. Für diese Berechnung ist der Empfang von Signalen von mindestens drei Satelliten erforderlich, um die dreidimensionalen Koordinaten (Längengrad, Breitengrad, Höhe) der Position auf der Erde zu bestimmen. Die Bodenkontrollstation dient als Hauptkontrollstation zur Überwachung und Verwaltung des Betriebs von GPS-Satelliten sowie zur Durchführung von Umlaufbahnkorrekturen und Zeitsynchronisation, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Satelliten sicherzustellen.

Im GPS-Satellitenpositionierungssystem werden neben Satelliten, Bodenkontrollstationen und Empfangsgeräten (GPS-Modulen) auch Datenübertragungseinheiten (DTUs) und Cloud-Server benötigt, um Daten für Fernübertragungs-, Speicher- und Anwendungszwecke zu analysieren.

Die GPS-Ortungstechnologie ist eine globale Ortungstechnologie, die auf Satellitenortungssystemen basiert. Sein Hauptvorteil liegt in seiner Fähigkeit, den gesamten Globus abzudecken und relativ genaue Positionsinformationen bereitzustellen, die typischerweise eine Genauigkeit im Meter- oder Dekameterbereich erreichen. GPS-Module eignen sich für Outdoor-Umgebungen wie Fahrzeugnavigation, Luftfahrt, Schiffsnavigation und Outdoor-Sportarten. Die Eigenschaften und Anwendungen der GPS-Ortungstechnologie lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Positionierungssystem: Nutzt Satellitensignale für die globale Positionierung und stützt sich bei der Positionierung auf Satellitensignale und Bodenkontrollstationen.

Positionierungsgenauigkeit und -reichweite: Globale Abdeckung, die typischerweise eine Genauigkeit im Meter- oder Dekameterbereich erreicht, jedoch anfällig für Signalbehinderungen und Mehrwegeeffekte ist.

Kommunikationsfunktionen: Hauptsächlich zur Positionierung und Zeitsynchronisierung verwendet, mit eingeschränkten Kommunikationsmöglichkeiten und nicht für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung geeignet.

Anwendungsszenarien: Outdoor-Navigation wie Fahrzeugnavigation, Luftfahrt und Seenavigation.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich UWB-Module mit der Weiterentwicklung der Ortungstechnologie und der zunehmenden Vielfalt an Anwendungsanforderungen als neue und wettbewerbsfähige Alternative zu herkömmlichen GPS-Modulen erweisen und diese gleichzeitig ergänzen. Mit der weiteren Entwicklung und Reife der UWB-Technologie wird erwartet, dass sie in Zukunft einzigartige Vorteile und Anwendungspotenziale in mehr Bereichen zeigt und mehr Komfort und Innovation für das Leben und die Arbeit der Menschen bringt.