【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电通讯，更具体地，涉及一种基于5g融合uwb的无线定位方法、系统与基站。
技术介绍
1、当厂内发生危险事故时，造成人员伤亡无法快速报警求救或自救，救援人员无法精确获取厂区人员的实时位置，无法快速到达地点实施营救。
2、随着通讯
的发展，定位算法的研究遍地开花，定位算法对应使用的空间内传感器装置的种类繁多，如何研究一款新的算法可有效的适应传感器装置以高精度，高稳定性，成本低的对目标物进行定位，是目前的研究热点。
3、现有技术文件1(cn 115278876 b)公开了一种在5g网络和uwb共同定位的方法。该方法在5g-nr频段的cp-ofdm信号中划分出预设长度的定位时间片；5g-nr基站侧利用定位时间片下发uwb定位信号至终端ue；终端ue对接收到的uwb定位信号进行时延测量，并将时延测量结果上报网络侧；网络侧利用定位技术，根据终端ue上报的时延测量结果和5g-nr基站对应的绝对位置计算终端ue所在位置。现有技术文件1的不足之处在于，定位精度不够准确，并且该方法的系统复杂性较高、成本较高，定位算法简单、单一。
4、现有技术文件2(cn 115278542 a)公开了一种基于超宽带技术的施工场地人员定位管理系统及方法。基站服务器机构分别与定位设备组、应用子系统进行数据传输；由智能门禁子系统根据后台数据库内实名制信息，管控人员进出施工场地，视频监控子系统辅助智能门禁子系统和电子围栏子系统对人员的进出进行综合管控，人员定位子系统获取施工场地内人员的位置、行为以及生命体征信息，并将
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于5g融合uwb的无线定位方法及系统，高精度、高稳定性与低成本，使得救援工作更有效。
2、本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术的第一方面提供了一种基于5g融合uwb的基站，基站预设在工作场景的边缘，以一定的间隔分布在整个区域内，基站的数量和位置布局将取决于工作场所的大小和形状，以及需要实现的定位精度：
3、所述基站包括定位标签、uwb通信模块、通信协议和控制单元、自适应算法模块以及连接接口；
4、定位标签用于测量位置，附着在目标物体上，使用uwb，精确测量自身与多个基站之间的时间延迟，将位置数据传输回基站，位置数据通常以x和y坐标的形式输出，来表示标签的二维位置；
5、uwb通信模块用于处理5g通信的射频信号，包括信号的发射和接收，将5g通信数据传输到定位标签，并接收来自定位标签的uwb定位数据；
6、通信协议和控制单元用于管理基站与定位标签之间的通信过程；
7、自适应算法模块按照预设频率自动刷新标签数据信息，根据所述环境参数与标签数据信息，自适应切换tof与tdoa算法，过滤失真测距数据信息；
8、连接接口用于连接5g prru的poe口，prru为基站供电，基站的定位数据经过prru传到hub及bbu后到达mec或本地服务器，基站根据环境参数适应性调整基站的功率与测距范围，然后mec或本地服务器上部署了定位解算服务。
9、优选地，定位标签使用节电功能，持续待机；用于测量接收到信号的时间延迟，即信号从基站发射到标签接收到的时间，通过测量多个基站发来的信号时间延迟，标签计算出自身与这些基站之间的距离，生成响应信号。
10、优选地，定位标签收基站通过uwb通信传输的信号，并将响应信号传回基站，进行双向通信；
11、优选地，定位标签的系统支持多个标签同时进行定位，在同一场景中，可对多个目标物体进行位置定位而不仅是单一目标。
12、本专利技术的第二方面提供了一种基于5g融合uwb的无线定位方法，包括以下步骤：
13、步骤1，预设场景区域与设置基站，在目标定位的工作场景内，预设一个区域，这个区域的几何边缘将用来进行信号覆盖；在这个预设区域内，合理分布若干个定位基站，基站位于区域的不同位置，使整个区域都能够被信号覆盖；
14、步骤2，获取环境参数与配置基站，收集环境参数，包括信号传输特性、目标物的移动速度，用于后续基站配置和算法选择；针对每个基站，设置其功率和测距范围，使适应当前环境条件和目标物的特性；
15、步骤3，部署定位标签与建立通信，在需要追踪定位的目标物上部署定位标签，标签可以是移动设备、人员或其他需要定位的物体，定位标签通过uwb技术与基站进行双向通信；
16、步骤4，获取与刷新数据，基站通过uwb通信，按照预设频率自动刷新标签数据信息，其中包括标签的数据和位置数据；
17、步骤5，选择与切换自适应算法，系统根据环境参数、标签数据和位置数据进行智能切换，选择合适的定位算法，包括tof或tdoa算法，或者tof-tdoa混合算法；
18、步骤5.1，基站接受来自定位对象的uwb信号，根据获得的数据，如果定位区域遮挡较多，或者定位对象较少，选择使用toa算法，以提升定位精度；
19、步骤5.2，如果部署包括三个基站及以上，需要同时追踪多个目标，并且需要多径传播，时钟同步要求相对较低，或者广域定位，选择tdoa算法更合适，通过测量信号到达不同基站的时间差，可以同时定位多个目标；
20、步骤5.3，如果部署三个或者更多基站，并且要求高精度定位，还需要多径传播，或者面对更加复杂的环境，选择tof-tdoa算法；
21、步骤5.4，在运行过程中，自适应算法会持续监控环境和信号特征，使所选择的算法性能最优。
22、步骤6，解算定位与呈现可视化，使用选定的算法，对从标签接收的测距数据进行解算，计算目标物的x和y坐标，将目标物体的位置在定位系统中标识出来，位置信息会根据定期更新的数据持续地发生变化；系统将这些标识的位置信息在显示屏上以可视化的方式展示出来，显示目标物体的位置和移动路径。
23、优选地，所述标签的自动刷新频率在0.1hz～30hz。
24、优选地，所述无线定位方法使用5g局域专网传输数据，与外网物理隔绝，数据不包含标签的最终位置信息。
25、优选地，所述位置数据可视化包括融合uwb定位与rfid、gis以及视频监控手段，对作业全流程中的人、车、设备、工器具动态位置信息进行实时采集、记录与呈现。
26、本专利技术的第三方面提供了一种基于5g融合uwb的无线定位方法的无线定位系统，包括设备模块、网络连接模块、数据处理与解算模块，以及用户界面模块：
27、设备模块包括定位基站和定位标签，基站分布于场景边缘，提供信号覆盖，而标签附着在目标物体上，这两者协同工作，用于实现目标物的定位和追踪；
28、网络连接模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于5G融合UWB的基站，基站预设在工作场景的边缘，以一定的间隔分布在整个区域内，基站的数量和位置布局取决于工作场所的大小和形状，以及需要实现的定位精度，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于5G融合UWB的基站，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于5G融合UWB的基站，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于5G融合UWB的基站，其特征在于：
5.一种利用权利要求1-4任一项权利要求所述基于5G融合UWB的无线定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于5G融合UWB的无线定位方法，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的基于5G融合UWB的无线定位方法，其特征在于：
8.根据权利要求5所述的基于5G融合UWB的无线定位方法，其特征在于：
9.根据权利要求5所述的基于5G融合UWB的无线定位方法，其特征在于：
10.一种利用权利要求5-9所述基于5G融合UWB的无线定位方法的无线定位系统，包括设备模块、网络连接模块、数据
...【技术特征摘要】
1.一种基于5g融合uwb的基站，基站预设在工作场景的边缘，以一定的间隔分布在整个区域内，基站的数量和位置布局取决于工作场所的大小和形状，以及需要实现的定位精度，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于5g融合uwb的基站，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于5g融合uwb的基站，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于5g融合uwb的基站，其特征在于：
5.一种利用权利要求1-4任一项权利要求所述基于5g融合uwb的无线定位方法，其特征在于，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢黎，谭小元，米路中，贾顺杰，李洋，蔡涛，王骞，胡岿，张艳萍，艾彬，邢森林，
申请(专利权)人：国能长源随州发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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