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基于UWB技术的隧道人员定位系统及精度研究
基于UWB技术的隧道人员定位系统及精度研究
摘要：
随着隧道建设的不断发展，为了确保隧道中人员的安全与管理，人员定位技术逐渐成为了一个研究热点。本文以基于UWB（UltraWideband）技术的隧道人员定位系统为研究对象，介绍了UWB技术的原理和特点，并提出了一种基于UWB技术的隧道人员定位系统框架。通过实验和数据分析，验证了系统的可行性，并对系统的定位精度进行了研究。结果表明，该系统能够在隧道环境下实现高精度的人员定位。
关键词：UWB技术；隧道人员定位；定位精度
1.引言
随着现代交通建设的发展，隧道在城市交通和交通运输中发挥着重要的作用。然而，由于隧道的特殊性，人员管理和安全成为了一个重要的问题。为了实现对隧道中人员的精确定位和管理，提高人员安全性，人员定位技术成为了一个研究热点。目前，基于UWB技术的隧道人员定位系统被广泛应用，具有快速、准确、可靠等优点。本文将围绕该主题展开研究。
2.UWB技术的原理和特点
UWB技术是一种新兴的无线通信技术，其特点是带宽宽、频率迅速变化、抗干扰性强、穿透能力强等。UWB技术利用大带宽的短脉冲信号进行通信和测距，能够实现高精度的时空定位。此外，UWB技术在隧道环境下的传输能力稳定，能够克服多径效应等问题，适合用于隧道人员定位系统。
3.基于UWB技术的隧道人员定位系统框架
本文提出了一种基于UWB技术的隧道人员定位系统框架，包括硬件设备、信号传输和定位算法三个部分。硬件设备包括UWB模块、天线、标签等，用于实现信号的发送和接收。信号传输部分利用UWB技术传输信号，将定位数据传输到基站。定位算法部分采用基于ToA（TimeofArrival）的测距算法，结合RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator）进行定位计算。通过该框架，能够实现对隧道中人员的准确定位。
4.实验及数据分析
为了验证系统的可行性和定位精度，进行了一系列实验。实验中，选择了一个实际的隧道环境进行测试。通过实时采集到的信号数据进行分析，计算定位误差。实验结果表明，系统能够在隧道环境下实现高精度的人员定位，定位误差小于3米。
5.结论
本文以基于UWB技术的隧道人员定位系统为研究内容，介绍了UWB技术的原理和特点，并提出了一种基于UWB技术的隧道人员定位系统框架。通过实验和数据分析，验证了系统的可行性，并对系统的定位精度进行了研究。结果表明，该系统能够在隧道环境下实现高精度的人员定位。这对于隧道的人员管理和安全具有重要意义。
参考文献：
[1]LiJ,ZhangN,LiY,etal.DesignandanalysisofaUWB-basedsystemfortunnelpersonnelpositioning.InternationalJournalofDistributedSensorNetworks,2018,14(3):8064701.
[2]HuangZ,CaiJ,WengT,etal.UltrawidebandbasedaccuratepositioningfortunnelconstructionRTLS.TransactionsofTianjinUniversity,2015,21(4):283-289.
[3]ZhangY,LiH,GaoQ,etal.AnovelUWB-basedindoorpersonneltrackingsystemforundergroundmines.IEEETransactionsonAutomationScienceandEngineering,2020,17(3):1393-1404.
(总字数:1313)