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隨著公路和鐵路的發(fā)展，修建了越來(lái)越多的隧道。目前，隧道施工面臨著風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高、隧道長(zhǎng)、人員多的問題。關(guān)于這些問題解決方案主要依靠人員定位系統(tǒng)。由于應(yīng)用技術(shù)的不同，人員定位系統(tǒng)的特點(diǎn)也不同。UWB無(wú)線定位技術(shù)具有功耗低、抗多徑效應(yīng)好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)由于其具有高性能和低系統(tǒng)復(fù)雜性的優(yōu)點(diǎn)，特別是其提供非常精確的定位精度的能力，已成為人員定位系統(tǒng)的技術(shù)熱點(diǎn)和首選。本文主要分析了基于UWB技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)。

基于超寬帶技術(shù)的隧道人員定位系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

第一。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低

UWB不使用載波，它通過發(fā)送納秒脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。超寬帶發(fā)射機(jī)直接采用脈沖小尺度激勵(lì)天線，不需要傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)的上變頻超寬帶不需要功率放大器和混頻器，但允許非常低成本的寬帶發(fā)射機(jī)。此外，UWB接收機(jī)不需要在接收機(jī)處進(jìn)行if處理。

第二?？焖贁?shù)據(jù)傳輸

在民用貨物中，超寬帶信號(hào)的傳輸范圍一般要求在10米以內(nèi)，然后根據(jù)修改后的信道容量公式，傳輸速率可以達(dá)到500兆位/秒，即個(gè)人通信和一種理想的無(wú)線局域網(wǎng)調(diào)制技術(shù)。UWB是一種非常寬頻帶的高速數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)。它不單獨(dú)占用擁擠的頻率資源，而是共享其他資源無(wú)線技術(shù)使用的頻帶。

第三。精確定位

脈沖脈沖具有較高的定位精度，采用超寬帶無(wú)線通信，定位與通信容易融合，但傳統(tǒng)的無(wú)線通信很難做到這一點(diǎn)。超寬帶無(wú)線電很強(qiáng)GPS的穿透能力可以用于室內(nèi)和地下的精密定位，而GPS定位系統(tǒng)只能在GPS定位衛(wèi)星的視距范圍內(nèi)工作，這與GPS提供的絕對(duì)地理位置不同，而且是超短的給出了脈沖定位器的相對(duì)位置，其定位精度可達(dá)厘米級(jí)。此外，超寬帶無(wú)線電定位更便宜。

第四。低功耗，耐用

超寬帶系統(tǒng)采用間歇脈沖發(fā)送數(shù)據(jù)。脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0.20ns到1.5ns之間，占空比很低。系統(tǒng)功耗可能非常低該系統(tǒng)在高速通信中的功耗僅為幾百μW～幾十MW。民用UWB設(shè)備的功率約為傳統(tǒng)手機(jī)的1/100，藍(lán)牙設(shè)備的1/100/大約20歲。軍用超寬帶無(wú)線電也幾乎不用電。因此，超寬帶設(shè)備在電池壽命和電磁輻射方面都比傳統(tǒng)的無(wú)線設(shè)備有很大的優(yōu)勢(shì)。

第五。高可用性和可靠性

該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。穩(wěn)定可靠，適用于室內(nèi)、室外等工業(yè)環(huán)境。

第六。安裝調(diào)試簡(jiǎn)單

系統(tǒng)的安裝調(diào)試，一般工程人員在接受培訓(xùn)后，不需要太多專業(yè)知識(shí)就可以快速掌握。

第七。簡(jiǎn)單通信協(xié)議

系統(tǒng)與上層應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議簡(jiǎn)單，測(cè)距數(shù)據(jù)信息易于讀取。

超寬帶定位精度可達(dá)厘米級(jí)。最后討論了超寬帶的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。超寬帶定位技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將使其前途光明。隨著通信技術(shù)的發(fā)展隨著定位技術(shù)的發(fā)展，超寬帶技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)，高精度定位技術(shù)在智能隧道工程中的應(yīng)用將越來(lái)越多。