前言：衛(wèi)星定位的短板

位置信息是人類(lèi)活動(dòng)中的基礎(chǔ)信息之一，人類(lèi)的生產(chǎn)、生活離不開(kāi)各種尺度表達(dá)的位置，如國(guó)家、城市、街道、建筑、房間等等。各種位置信息處理首先要解決的就是定位問(wèn)題，這一問(wèn)題困擾了人類(lèi)幾千年，直到GPS系統(tǒng)出現(xiàn)才得到解決。

隨著GPS系統(tǒng)以及相關(guān)的電子地圖、高性能CPU、大容量存儲(chǔ)器、彩色液晶等技術(shù)的成熟，衛(wèi)星導(dǎo)航可以做到在10米的尺度上進(jìn)行定位，人類(lèi)隨時(shí)可以知道自己身處何方，拋棄紙質(zhì)地圖，再也不會(huì)迷路。

隨著GPS等各種衛(wèi)星定位系統(tǒng)使用日漸成熟，其固有缺陷也逐漸顯露，這其中最受到詬病的，就是定位精度和室內(nèi)應(yīng)用問(wèn)題。

定位精度差：衛(wèi)星定位的動(dòng)態(tài)精度很高，兩輛車(chē)間隔2米并排行駛，軌跡是兩條相距2米的平行線絕不會(huì)相交。但是如果車(chē)停下來(lái)，情況就完全不一樣了，衛(wèi)星定位靜態(tài)的10米精度是一種90%的概率精度：觀測(cè)100次，有90次位置落在真實(shí)位置為圓心、直徑10米的圓內(nèi)，剩余10次位置是不保證的。實(shí)測(cè)差300、500米是經(jīng)常發(fā)生的事情，靜止不動(dòng)觀測(cè)一天看到的是直徑一公里的一團(tuán)亂麻，個(gè)別點(diǎn)跑到幾公里以外。

這就可以很好解釋?zhuān)瑸槭裁葱l(wèi)星定位在汽車(chē)導(dǎo)航領(lǐng)域發(fā)展迅猛，而在找人尋物等目標(biāo)幾乎不動(dòng)的應(yīng)用中幾乎全軍覆沒(méi)。

不能室內(nèi)定位：GPS信號(hào)從幾萬(wàn)公里高的衛(wèi)星發(fā)射下來(lái)，到達(dá)地面已經(jīng)非常微弱很難穿透地面建筑，因而衛(wèi)星定位不能用于室內(nèi)，這是衛(wèi)星定位系統(tǒng)的另一大短板。在室外定位已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的情況下，人們更是迫切希望能夠解決室內(nèi)定位問(wèn)題，畢竟在現(xiàn)代社會(huì)，人類(lèi)80%以上的活動(dòng)都是在室內(nèi)進(jìn)行的。

以上兩個(gè)短板決定了，衛(wèi)星定位發(fā)展30年，只催生了一個(gè)碩果僅存的汽車(chē)導(dǎo)航應(yīng)用，手機(jī)導(dǎo)航得以普及靠的是手機(jī)基站、WiFi等各種定位方式的輔助、融合，兒童手表則是靠著打電話(huà)勉強(qiáng)存活下來(lái)。

高精度、室內(nèi)定位問(wèn)題，就這么迫切地?cái)[到了位置服務(wù)工程師們的面前，每一個(gè)位置服務(wù)行業(yè)工程師，都感覺(jué)到了肩上沉甸甸的使命。

隨著UWB超寬帶技術(shù)的出現(xiàn)及芯片價(jià)格不斷下降，工程師們眼中，看到了一絲曙光，構(gòu)建一個(gè)類(lèi)似GPS/北斗、室內(nèi)室外都可以定位、精度達(dá)到厘米級(jí)的高精度定位系統(tǒng)，終于可以提上議事日程了！

構(gòu)建HPGPS

HPGPS，全稱(chēng)High Precision Ground Position System，高精度地面定位系統(tǒng)，是在地面上布設(shè)的一個(gè)三維高精度定位系統(tǒng)，其工作原理與GPS類(lèi)似，只不過(guò)把衛(wèi)星從天上搬到了地面，并使用UWB技術(shù)進(jìn)行三維高精度定位。

HPGPS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

HPGPS由布放在地面上的錨點(diǎn)（基站）構(gòu)成，基站按按蜂窩狀布放其中副基站布放在地面，主基站布放在空中（樹(shù)上、樓上、電線桿上）6個(gè)基站構(gòu)成一個(gè)蜂窩小區(qū)，對(duì)該小區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽提供定位服務(wù)。

HPGPS需要解決的幾個(gè)重大問(wèn)題

一、TDOA定位方式及其優(yōu)越性

目前實(shí)際運(yùn)行的UWB系統(tǒng)，大都采用TOA定位，這種方式測(cè)量的是真實(shí)的物理距離，一般需要來(lái)回測(cè)量?jī)纱紊踔炼啻尾拍艿玫秸鎸?shí)的距離，標(biāo)簽和基站都必須既要發(fā)射又要接收，一來(lái)耗電大大增加，同時(shí)由于雙向發(fā)射接收，為了防止信號(hào)碰撞就要嚴(yán)格限制標(biāo)簽數(shù)目。TOA定位既耗電標(biāo)簽容量也有限，因此它的科研、實(shí)驗(yàn)室意義遠(yuǎn)大于實(shí)用意義，一般僅用于用戶(hù)數(shù)量有限的工業(yè)應(yīng)用。

另外一種UWB定位方式是TDOA，它是通過(guò)測(cè)量標(biāo)簽與幾個(gè)基站的距離差來(lái)解算標(biāo)簽位置的。根據(jù)信號(hào)流向，TDOA又可分為上行TDOA和下行TDOA兩種方式。

上行TDOA：標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)，周?chē)幕窘邮铡R總后，將時(shí)間戳信息交給定位引擎算出標(biāo)簽到幾個(gè)基站的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差，進(jìn)而算出標(biāo)簽的位置。

上行TDOA標(biāo)簽只發(fā)射不接收，位置解算在基站或平臺(tái)進(jìn)行，標(biāo)簽不需要關(guān)心自己的位置，發(fā)射完成后標(biāo)簽立即進(jìn)入休眠省電狀態(tài)，最大限度節(jié)約電量，這種方式下一個(gè)紐扣電池可以輕松工作數(shù)年。

由于標(biāo)簽之間沒(méi)有同步只能隨機(jī)發(fā)射，標(biāo)簽信號(hào)會(huì)發(fā)生碰撞，因此上行TDOA的標(biāo)簽數(shù)目也是受限的。

UWB上行TDOA系統(tǒng)中，標(biāo)簽不知道自己的位置而云端知道，是位置服務(wù)中典型的監(jiān)控應(yīng)用，標(biāo)簽一次發(fā)射即可定位，功耗極低可以用紐扣電池工作，解決了衛(wèi)星定位一直未能解決的功耗問(wèn)題，缺點(diǎn)是容量有限，多用于倉(cāng)儲(chǔ)管理、人員管理、門(mén)禁管理等場(chǎng)合，可以通過(guò)分區(qū)、分片的方式復(fù)用信道，增加標(biāo)簽容量。

下行TDOA：下行TDOA信號(hào)從基站發(fā)出，標(biāo)簽只做單向接收，這種方式工作原理與GPS幾乎一模一樣，故我們也將這種方式稱(chēng)為“準(zhǔn)GPS”方式。

這種工作方式下，基站以設(shè)定的順序、間隔廣播自己的信息，包括日期、時(shí)間、坐標(biāo)、配置、健康狀態(tài)等，標(biāo)簽收到若干基站的信息并聯(lián)合解算，就可以算出自己的位置信息。由于基站只是單向廣播，基站的耗電也比TOA方式要低的多。

這種方式實(shí)際上就是地面版的GPS，標(biāo)簽解算出自己位置后可進(jìn)一步用于導(dǎo)航等應(yīng)用，也可以像現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)一樣，通過(guò)通信鏈路將位置信息送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)上行TDOA一樣的監(jiān)控功能，由于是基站單向廣播，下行TDOA的突出優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)簽容量可以做到無(wú)限大，是位置服務(wù)中典型的導(dǎo)航應(yīng)用。

標(biāo)簽要接收UWB信息還要解算位置，因此耗電遠(yuǎn)大于上行TDOA而與現(xiàn)有GPS持平，這種方式如果要做監(jiān)控還需要通信鏈路將算出的位置信息發(fā)送至遠(yuǎn)端。下行TDOA最典型的應(yīng)用就是手機(jī)導(dǎo)航，以及各種學(xué)生卡、老人卡、員工卡應(yīng)用，這些卡一來(lái)都配備了可以待機(jī)幾天的可充電鋰電池，還基本都內(nèi)置了4G通信模塊用于傳輸位置信息。

總的來(lái)說(shuō)，上行TDOA標(biāo)簽可以實(shí)現(xiàn)紐扣電池供電，下行TDOA可以做到標(biāo)簽容量無(wú)限大，這兩點(diǎn)TOA都無(wú)法做到，同時(shí)，TDOA一側(cè)只發(fā)射另一側(cè)只接收的信號(hào)流向使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程實(shí)施變得異常簡(jiǎn)單，因此UWB未來(lái)的發(fā)展方向一定是TDOA，尤其是用戶(hù)數(shù)不受限制的準(zhǔn)GPS模式的下行TDOA。

TDOA上述優(yōu)點(diǎn)是將觀測(cè)參數(shù)由實(shí)際的距離轉(zhuǎn)化為距離差得到的，在TOA方式下，3個(gè)基站可以得到3個(gè)不相關(guān)的觀測(cè)值就可以進(jìn)行2維定位，而TDOA兩兩相減得到的距離差只能得到2個(gè)不相關(guān)的觀測(cè)值，因此同樣維度定位TDOA需要多布一個(gè)基站才能實(shí)現(xiàn)，在基站成本數(shù)萬(wàn)元一個(gè)的時(shí)候這是一個(gè)非常不利的劣勢(shì)；另外，距離差使得位置解算變得復(fù)雜，距離差比實(shí)際距離要小而且與實(shí)際距離的相關(guān)性被抵消，因而距離分辨力相應(yīng)變差同時(shí)更容易受到噪聲影響。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，基站成本、TDOA算法成為制約TDOA大規(guī)模實(shí)施的關(guān)鍵因素。

二、TDOA算法

由于測(cè)量過(guò)程都會(huì)引入噪聲，會(huì)導(dǎo)致位置解算出現(xiàn)偏離甚至無(wú)解的情況，比如對(duì)隧道里相距10米的A、B兩個(gè)基站連線上的標(biāo)簽進(jìn)行一維TOA定位，由于噪聲的影響，測(cè)得標(biāo)簽距A端6米B端5米，符合這個(gè)結(jié)果的點(diǎn)實(shí)際上是不存在的，實(shí)際位置在距離A端5-6米區(qū)間中是最合理的，此時(shí)需要引入數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，按照一定的估值邏輯及噪聲模型，選（估）一個(gè)最合理（概率最大）的值比如距離A端5.5米作為最終結(jié)果，這個(gè)結(jié)果與真實(shí)位置的誤差最大也就是0.5米。

TOA方式下觀測(cè)值就是真實(shí)的物理距離，觀測(cè)量與實(shí)際值是完全相關(guān)的，相隔很遠(yuǎn)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)距結(jié)果也一定會(huì)差別很大，由于噪聲一般比信號(hào)要小很多，疊加噪聲以后的測(cè)距值解算出的待選位置區(qū)間與真實(shí)位置不會(huì)偏離太遠(yuǎn)，比如上例待選區(qū)間不過(guò)1米。這意味著TOA的解算結(jié)果受噪聲影響不大，估值精度容易保證，這也是目前大多數(shù)UWB系統(tǒng)都采用了TOA定位的原因之一。

TDOA定位面臨的情況要惡劣的多，TDOA測(cè)量的是標(biāo)簽與幾個(gè)基站的距離差，比起距離來(lái)差值往往會(huì)變小而且與實(shí)際的距離不再相關(guān)，物理上相距很遠(yuǎn)的幾個(gè)點(diǎn)，他們與基站的距離差卻有可能非常接近，反過(guò)來(lái)說(shuō)，疊加噪聲以后的觀測(cè)結(jié)果，解算以后會(huì)發(fā)現(xiàn)貌似合理的若干待選點(diǎn)，卻東一個(gè)西一個(gè)差了十萬(wàn)八千里，那到底該選（估）哪個(gè)點(diǎn)呢？

因此TDOA算法存在很大的估值風(fēng)險(xiǎn)，增加估值準(zhǔn)確性成了TDOA算法的核心目標(biāo)，不同的噪聲統(tǒng)計(jì)模型及估值邏輯，估值的準(zhǔn)確程度存在天壤之別，算法不好最終表現(xiàn)結(jié)果就是漂移、突跳。

除了在算法上下功夫以外，還可以通過(guò)增加物理約束縮小待選估值區(qū)間，最簡(jiǎn)單的例子就是標(biāo)簽前一秒還在30米的位置，下一秒絕不可能跑到100米以外的位置。更高級(jí)的物理約束可以引入陀螺儀，將TDOA運(yùn)算給出的幾個(gè)待選點(diǎn)與陀螺儀運(yùn)行軌跡進(jìn)行比對(duì)，陀螺儀的物理特性決定了一方面它不可能偏的太遠(yuǎn)，另一方面它也不可能一點(diǎn)都不偏，那么最接近陀螺儀軌跡的待選位置就應(yīng)該是真實(shí)位置。除了提高精度，陀螺儀的軌跡是連續(xù)的，可用于在UWB定位間隔期間提供位置插值，插值的相對(duì)精度可以達(dá)到毫米級(jí)。這些物理約束最終都將變成算法的一部分。

目前已經(jīng)發(fā)展出若干TDOA算法，對(duì)各種環(huán)境噪聲模型的研究也在進(jìn)行中，某些優(yōu)秀算法實(shí)測(cè)效果已經(jīng)與TOA不相上下，隨著TDOA應(yīng)用需求增強(qiáng)，對(duì)TDOA算法的研究炙手可熱，各種更先進(jìn)的算法不斷涌現(xiàn)，對(duì)算力、內(nèi)存等等指標(biāo)需求不斷優(yōu)化，TDOA大規(guī)模推廣應(yīng)用最大的障礙已經(jīng)不復(fù)存在。

三、基站的時(shí)間同步

不論是上行或下行TDOA，為了測(cè)量各基站之間的時(shí)間差值，所有基站必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)或稱(chēng)時(shí)間同步。對(duì)上行TDOA來(lái)說(shuō)，各接收基站同步以后，才能互相比對(duì)收到信號(hào)的時(shí)間戳算出時(shí)間差值；對(duì)下行TDOA，排隊(duì)順序廣播信息的基站，其廣播時(shí)刻相對(duì)基準(zhǔn)時(shí)刻T0的延時(shí)必須是確定的，并將此信息插入到廣播信息中，這樣標(biāo)簽收到信息后，才能準(zhǔn)確扣除延時(shí)，得到該基站信號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)時(shí)刻T0的到達(dá)時(shí)間，并進(jìn)一步算出各基站之間的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差用于解算位置。

光在1nS走過(guò)的距離是30厘米，為了達(dá)到10厘米的定位精度，基站時(shí)間同步的誤差必須要小于nS級(jí)，而基站相互之間的距離達(dá)到了100米以上，基站之間僅僅無(wú)線電信號(hào)飛行時(shí)間就超過(guò)300nS，無(wú)線同步看起來(lái)難度不小。

為了便于外部進(jìn)行時(shí)間同步，UWB芯片采用了對(duì)一個(gè)始終運(yùn)行的循環(huán)計(jì)數(shù)器進(jìn)行瞬間鎖定捕獲的方式得到時(shí)間戳，DW1000更是提供了硬件的同步輸入引腳，可以直接將循環(huán)計(jì)數(shù)器撥零。早期的定位系統(tǒng)采用了拉線的方式，將各基站同步引腳連在一起，把所有基站的循環(huán)計(jì)數(shù)器一起撥零實(shí)現(xiàn)同步，此時(shí)要彌補(bǔ)拉線長(zhǎng)度引起的額外時(shí)延，某些系統(tǒng)采用了光纖傳送同步信號(hào)。有線同步是各種同步手段中精度最高的，但是由于要布線施工成本過(guò)高，很快便被各種無(wú)線同步方式取代。

各基站時(shí)間戳計(jì)數(shù)器都是以同樣的頻率循環(huán)計(jì)數(shù)，只要知道對(duì)方計(jì)數(shù)器的值或者說(shuō)對(duì)方與自己的計(jì)數(shù)器差值（校準(zhǔn)值）是多少，將此校準(zhǔn)值扣除就能得到準(zhǔn)確的信號(hào)到達(dá)時(shí)間即完成了同步。計(jì)數(shù)器撥零并不是必須的，EB1003芯片已經(jīng)不再設(shè)置同步輸入引腳，而其他誤差諸如基站之間傳輸時(shí)間、固定延遲、天線延遲等等都是固定的可以預(yù)先測(cè)出并扣除。

因此無(wú)線同步需要建立通信鏈路傳遞計(jì)數(shù)器值，通信鏈路可以是WiFi、藍(lán)牙，或者UWB自身；除了上面提到的絕對(duì)誤差需要校準(zhǔn)扣除，各基站計(jì)數(shù)器時(shí)鐘源不同還存在鐘差，同步后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，計(jì)數(shù)器值又會(huì)逐漸錯(cuò)開(kāi)，此時(shí)如果還用原來(lái)的校準(zhǔn)值就會(huì)產(chǎn)生誤差，因此每隔一段時(shí)間要重新同步一次以獲得新的校準(zhǔn)值。經(jīng)過(guò)計(jì)算，采用20ppm晶振每500mS進(jìn)行一次同步，即可將時(shí)間戳誤差控制在30厘米以?xún)?nèi)。也就是說(shuō)，外部通信鏈路只要不超過(guò)0.5秒傳遞一次計(jì)數(shù)器值就能維持兩邊計(jì)數(shù)器同步誤差小于30厘米，同步難度因循環(huán)計(jì)數(shù)器機(jī)制大大降低。

附帶科普一下，GPS由于衛(wèi)星高高在上，星間通信幾乎不可能也就無(wú)法完成星間同步，所以GPS把昂貴的原子鐘搬到了衛(wèi)星上，絕對(duì)同步由地面控制完成對(duì)原子鐘撥零，而后靠原子鐘的極高精度，可以讓衛(wèi)星上各自獨(dú)立的類(lèi)似UWB時(shí)間戳計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，保持?jǐn)?shù)小時(shí)乃至數(shù)天都不會(huì)偏差太遠(yuǎn)，原子鐘的精度越高，需要地面進(jìn)行撥零同步的間隔就可以越長(zhǎng)。

四、 工程實(shí)施造價(jià)

前面三個(gè)問(wèn)題研究目前均已得到比較理想的結(jié)果，構(gòu)建地面大規(guī)模覆蓋的UWB定位系統(tǒng)已不存在技術(shù)上的障礙。隨著國(guó)產(chǎn)芯片登場(chǎng)，UWB芯片價(jià)格降到10元以下，基站、標(biāo)簽成本大幅度下降，阻礙UWB大規(guī)模應(yīng)用的最后一個(gè)門(mén)檻--過(guò)高的工程造價(jià)，也將不復(fù)存在，因此，構(gòu)建服務(wù)全社會(huì)、室內(nèi)室外通吃、高精度位置服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施HPGPS，已到了提上議事日程的時(shí)候了。

HPGPS的工作原理

HPGPS工作模式就是前面提到的 “準(zhǔn)GPS” 模式，其原理與GPS完全一樣，遍布地面的UWB基站，按一定順序、間隔不斷廣播自己的基站信息，信息內(nèi)包含了基站日期、時(shí)間、經(jīng)緯度、高程、同步修正值等信息，標(biāo)簽接收周?chē)鷰讉€(gè)基站廣播的信息，并根據(jù)收到的信息內(nèi)容、信息到達(dá)時(shí)間，即可解算出自己的坐標(biāo)。

標(biāo)簽將以UWB定位模塊方式提供，甚至連通信協(xié)議也將使用GPS模塊中廣泛采用的NMEA-0183以兼容現(xiàn)有的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，只是經(jīng)緯度數(shù)據(jù)將精確到小數(shù)點(diǎn)后面5-8位，現(xiàn)在的各種GPS定位設(shè)備可以把UWB定位模塊當(dāng)作GPS定位模塊直接代換使用。

HPGPS的戰(zhàn)略意義

HPGPS系統(tǒng)構(gòu)建完成后，標(biāo)簽只需簡(jiǎn)單地接收基站信號(hào)，即可以解算出自己的絕對(duì)經(jīng)緯度及高程，精度達(dá)到厘米級(jí)，同時(shí)應(yīng)用于室外、室內(nèi)，HPGPS將在厘米級(jí)尺度上實(shí)現(xiàn)整個(gè)社會(huì)位置信息的電子化，并通過(guò)UWB標(biāo)簽完成機(jī)讀識(shí)別。

厘米級(jí)的位置信息將成為最重要的社會(huì)公共基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施之一，各種基于高精度位置的應(yīng)用將會(huì)源源不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，一個(gè)新的時(shí)代，就此拉開(kāi)帷幕。

HPGPS的建立

萬(wàn)事開(kāi)頭難，HPGPS聽(tīng)起來(lái)非常美好但是如何起步卻是每個(gè)人都關(guān)心的問(wèn)題。

得益于國(guó)產(chǎn)芯片的支持，UWB用戶(hù)端成本可望降到與現(xiàn)有GPS、2.4G等系統(tǒng)持平的程度，基站成本可望降到百元水平，構(gòu)建HPGPS最后一個(gè)實(shí)施成本的障礙已被破解，受此消息鼓勵(lì)，目前已經(jīng)有若干重要客戶(hù)一起發(fā)力開(kāi)始行動(dòng)，成規(guī)模成建制開(kāi)始布設(shè)、構(gòu)建自己的HPGPS實(shí)驗(yàn)小區(qū)，UWB將改寫(xiě)它在人們心目中高成本、高門(mén)檻、黑科技的冷傲形象，取而代之的是一個(gè)服務(wù)于全社會(huì)、為人們帶來(lái)全新體驗(yàn)的巨大、增量藍(lán)海市場(chǎng)。

隨著HPGPS各實(shí)驗(yàn)小區(qū)試運(yùn)營(yíng)的啟動(dòng)，相信會(huì)有越來(lái)越多的企業(yè)、行業(yè)加入HPGPS陣營(yíng)，各種UWB應(yīng)用將轉(zhuǎn)移到統(tǒng)一的公共HPGPS平臺(tái)開(kāi)展，位置服務(wù)行業(yè)將在HPGPS平臺(tái)上，奏響嶄新華章。

HPGPS的重要客戶(hù)

手機(jī)導(dǎo)航

HPGPS將終結(jié)目前手機(jī)公司對(duì)UWB霧里看花的局面。

HPGPS未建立之前，手機(jī)UWB始終解決不了裝了給誰(shuí)用的問(wèn)題，蘋(píng)果給出了以手機(jī)為中心對(duì)Airtag進(jìn)行定位的極坐標(biāo)系答案，事實(shí)證明這是一個(gè)十分無(wú)奈的雞肋方案：首先這種方案實(shí)在找不出痛點(diǎn)應(yīng)用，現(xiàn)在成了一個(gè)高級(jí)玩具；其次這種方案需要兩個(gè)梳指天線測(cè)量角度，面積大且精度要求很高，塞進(jìn)空間極其有限的手機(jī)里難度極高，以至于目前除了蘋(píng)果沒(méi)有第二家公司能夠量產(chǎn)出來(lái)。此外，這種工作方式因不具有普適性，軟件、操作系統(tǒng)無(wú)法互聯(lián)互通。

目前手機(jī)公司對(duì)UWB還是觀望，主要原因一是回答不了UWB到底給誰(shuí)用的問(wèn)題，二來(lái)蘋(píng)果的UWB方案其他手機(jī)公司并不認(rèn)可。

HPGPS建立后，手機(jī)UWB只需一個(gè)普通的皮法天線或陶瓷天線即可進(jìn)行定位，任何一個(gè)手機(jī)方案公司都可以輕松完成設(shè)計(jì)，HPGPS輸出數(shù)據(jù)就是標(biāo)準(zhǔn)的GPS經(jīng)緯度，安卓、IOS操作系統(tǒng)中GPS信息早已成為標(biāo)配，且經(jīng)緯度信息精度都支持到了小數(shù)點(diǎn)后面十幾位，手機(jī)底層軟件只需把UWB解算結(jié)果對(duì)接到操作系統(tǒng)的GPS接口，再安裝一個(gè)百度、高德、谷歌的高精度地圖軟件，就能進(jìn)行厘米級(jí)三維定位、導(dǎo)航，手機(jī)UWB導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)醫(yī)、導(dǎo)購(gòu)成為新熱點(diǎn)，高達(dá)厘米級(jí)定位精度將打開(kāi)一個(gè)無(wú)法想象的增量市場(chǎng)，困擾手機(jī)公司多年的UWB到底怎么進(jìn)手機(jī)的問(wèn)題有了明確答案就此塵埃落定。

學(xué)生卡、老人卡

這也是GPS時(shí)代位置服務(wù)存活下來(lái)卻一直半死不活的一個(gè)行業(yè)，積累了龐大的客戶(hù)群卻因GPS短板一直都在進(jìn)一退二的尷尬境地中掙扎，由于在認(rèn)知、技術(shù)、客戶(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)，HPGPS將率先在這些行業(yè)攻城略地。

HPGPS將解決多年以來(lái)學(xué)生卡存在的諸多問(wèn)題，達(dá)到學(xué)校、家長(zhǎng)、學(xué)生、移動(dòng)公司共贏的和諧局面，老人卡助力解決老人防走失、生病、跌倒等諸多社會(huì)問(wèn)題。這些都是過(guò)億的2C市場(chǎng)應(yīng)用，更是UWB的拿手好戲，但是沒(méi)有HPGPS實(shí)施起來(lái)困難重重。

物流、快遞、外賣(mài)、送餐

由于沒(méi)有高精度機(jī)讀位置信息，快遞業(yè)喊了20年的無(wú)人機(jī)送快遞始終只能停留在紙上。

HPGPS解決了最重要的機(jī)讀位置信息，且精度達(dá)到厘米級(jí)，所有環(huán)節(jié)的信息需求全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)讀自動(dòng)完成，操作全部閉環(huán)，以“無(wú)人機(jī)送快遞”為代表的物流業(yè)自動(dòng)化最后一公里問(wèn)題圓滿(mǎn)解決，這將給各大快遞、物流、外賣(mài)、送餐企業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)顛覆。

機(jī)器人

人類(lèi)的各種自動(dòng)機(jī)器智能化水平已經(jīng)武裝到牙齒，卻同樣苦于沒(méi)有位置信息而舉步維艱，HPGPS的建立將使這些自動(dòng)機(jī)器睜開(kāi)眼睛，機(jī)器全面替代人工勞動(dòng)、服務(wù)將踏上一個(gè)新的臺(tái)階。

防疫抗疫

借助HPGPS室內(nèi)室外全覆蓋的高精度定功能，有望建立全新體系，常態(tài)化、智能化、自動(dòng)化監(jiān)控管理人員行程、密接、時(shí)空交錯(cuò)等問(wèn)題，空間精度可以精確到厘米時(shí)間可以精確到秒，精準(zhǔn)管理人員接觸、大幅減小疫情對(duì)社會(huì)生活的影響。

除了對(duì)人員活動(dòng)、接觸的監(jiān)控管理，有了HPGPS就可以啟用各種無(wú)人機(jī)、無(wú)人車(chē)實(shí)施物資自動(dòng)、精準(zhǔn)發(fā)放，解決疫情情況下的物資保供難題。

寫(xiě)在最后

從2013年第一顆UWB單芯片DW1000問(wèn)世到今天，UWB磕磕絆絆走過(guò)近10個(gè)年頭，國(guó)內(nèi)最早從事UWB應(yīng)用的江蘇唐恩科技更是從2006年就開(kāi)始與Ubisense合作，并于2008年引入U(xiǎn)bisense的S7000系統(tǒng)，應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、電力安全、離散制造、展覽分析等多個(gè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)高精度室內(nèi)定位應(yīng)用就此萌芽、發(fā)展。然而時(shí)至今日，整個(gè)UWB行業(yè)還是沒(méi)能走出監(jiān)獄、電廠的2B小圈子模式。

隨著UWB在公眾中認(rèn)知度增強(qiáng)，UWB初創(chuàng)公司如雨后春筍成立，這對(duì)整個(gè)行業(yè)是一個(gè)巨大的利好，然而UWB到底是怎么回事、UWB到底能做什么、UWB到底該在哪個(gè)方向發(fā)力卻依然是眾多創(chuàng)業(yè)者的困惑。UWB芯片價(jià)格高高在上成了整個(gè)行業(yè)揮之不去的痛，這把高懸的達(dá)摩克里斯劍不僅在精神上束縛了眾多開(kāi)拓者的想象力，也在現(xiàn)實(shí)中嚴(yán)重制約、阻礙了創(chuàng)業(yè)者的創(chuàng)造力，比如本文提到的HPGPS，在現(xiàn)有的生態(tài)下就是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)。

國(guó)產(chǎn)芯片的出現(xiàn)打破了這一僵局，位置服務(wù)業(yè)想做卻又不能做、不敢做的各種天量應(yīng)用現(xiàn)在都有了實(shí)施的可能，而構(gòu)建統(tǒng)一的地面高精度位置服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，更是眾多位置服務(wù)從業(yè)者心中最宏大的夢(mèng)想。以前苦于沒(méi)有技術(shù)，UWB出現(xiàn)后又望芯片興嘆，這一切都隨著國(guó)產(chǎn)芯片的登場(chǎng)、背書(shū)迎刃而解，伴隨幾個(gè)重量級(jí)客戶(hù)聞風(fēng)而動(dòng)聯(lián)合起來(lái)邁出關(guān)鍵一腳，UWB芯片-用戶(hù)-應(yīng)用的良性互動(dòng)已經(jīng)破冰，HPGPS已經(jīng)破土動(dòng)工。隨著HPGPS的不斷完善，各種2C的UWB應(yīng)用有了基礎(chǔ)平臺(tái)，UWB應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始邁入快車(chē)道。

審核編輯 ：李倩