3D-UWB（Double Differential DuplexUWB）实时定位系统
该系统源于广州紫英软件科技有限公司与清华珠三角研究院（无线宽带技术研发中心）多年的UWB研究积累，结合工业4.0的高精度无线定位应用需求开发，形成了双差分双工UWB实时定位理论和方法（如图1），开发出系列定位产品和解决方案。
3D_UWB实时定位系统主要面向国防领域、军工领域、金融领域、政府涉密领域等高安全性场所，对特定区域内所有动态、静态目标（包括人员、车辆、装备、重要物资、设施等），实现全区域全天候的可视化区域定位追踪和监控。通过建设在管理中心的可视化定位追踪监控平台，以布控区域矢量电子地图为基础，一体化实时主动式监控所有受控目标的位置、轨迹、状态、报警、以及对指定目标的实时视频跟踪，为高安全性需求场合提供了超乎以往的安全监管体验。
3D-UWB核心指标如下：
覆盖距离：单锚点100m以上，通过优化可到250m以上；
定位精度：通常情况下10cm，通过优化可提高至1cm；
容量：一般可支持300~2500次/秒，通过优化可达10000次/秒；
可支持多区域的连续扩展。
相比业界的其他定位技术，该系统具有如下优点：
无盲区：锚点优化布局，从几何构型上降低解算盲区的占比，有效提升了解算精度。
自同步：采用新型双差分解算方法，可以消除不同的标签、不同的锚点之间的差异影响，应用时锚点无需同步，降低架设同步难度；标签和锚点无需校准，实现随时接入随时使用，简化应用繁琐度，极大降低成本，提升用户体验。
容量大：采用高效调度管理方法，支持大容量标签，消除随机碰撞，提升整个定位系统的能力和效率。
覆盖大：从系统链路优化，包括天线设计、射频发送、接收灵敏度、基带速率及扩频比等的联合优化，可在保证可靠性的基础上大幅提高覆盖距离，进而大幅降低成本。
解算准：针对性解算病态矩阵，可以消除某些区域的定位坐标的跳变，提升定位的精度和一致性。
兼容好：提供共享数据通道，携带其他传感信息，精简通道数量，降低成本。
「 系统架构」
「 数据中心架构」
数据中心采用分布式处理模式，完成用户任务调度、通讯管理、数据库管理、可视化管理等功能。各模块可分别安装于不同的硬件服务器，也可根据实际需要，组合安装于同一硬件服务器中。
在分布式管理中，通过配置不同的用户权限，可实现各个安全级别的访问与管理。不同管理级别的管理人员，可通过各自的用户名和密码登录系统，并执行各自级别权限的管理功能。
「软件逻辑架构」
该系统在软件层面主要分为3层，物理层的软件主要为嵌入式软件，用于控制系统的物理层参数设置和测量物理量的获取；中间层软件主要用于收集汇聚各个基站的数据，结合数据库进行位置解算；解算的位置信息通过API接口上传给上位机软件供应用。
「 管理软件功能」
管理软件用于对定位数据进行有效管理，并提供与其它第三方系统的接口。集中管理模块配合硬件系统，实现移动目标监控的可视化管理、通讯、数据库、报表输出、报警、指令管理等功能。
集中管理模块包括：
1) 控制台模块
a. 图形化显示与管理
2) 监控中心服务器模块
a. 数据库管理
3) 通信服务器模块
a. 监控数据接收与管理
4) RTLS 中间件
a. 数据处理器HUB 与服务器数据处理
5) 报警模块
6) 指令调度模块
7) 其它
「系统软件功能」
实时数据监测
系统软件可实时监测移动目标的位置，并在地图上显示。同时这些位置数据将存入数据库，便于数据查询、运行轨迹回放、统计报表等功能。
历史轨迹回放
移动目标的历史运行轨迹将可以通过中心软件，进行可视化回放和追溯。用户可以选择任意目标的任意时间段进行回放。本系统可以同时对多个移动目标（也即定位标签）进行轨迹查询与回放。
鼠标悬停
无论在实时显示界面，还是在轨迹回放界面，若管理人员若想产看监控的移动目标的详细信息，除可以查看列表框内容外，还可在地图上将鼠标悬停与某一点，则系统会自动显示移动目标在该点的详细信息。在点取“选择”按钮后，只要鼠标悬停在对应的监控/轨迹点上，软件将自动提取详细信息并显示相应参数信息。
查看轨迹详情
系统可以表格的形式，显示某个移动目标在某个时段的位置信息，及其它相关参数信息。
轨迹导出与导入
当用户需要将3D-UWB系统的移动目标的运行轨迹等信息导出为txt 或csv 文件时，可以选择此功能。该功能便于3D-UWB与客户其它系统交换信息。
本地地图加载
系统支持WGS84 全球坐标系统，也可支持本地坐标系统。当客户系统需要采用大范围的电子地图时，可选择WGS84 坐标系统。当客户选择其它3D-UWB系统时，可选择本地坐标系统，且只需提供场地的图片文件即可。在实际操作中，首先准备好地图文件，然后在系统设置中选取该地图文件，并保存。以后进入时将自动加载该地图文件。
兴趣点/地标添加
用户可在地图上自行添加标记点。
移动对象列表
当需要在地图显示界面中查看移动对象列表时，可在菜单中进行操作。此时的移动对象列表为数据库中下载，用户可以查看，而不能修改。当需要修改时，只能由系统管理员从数据库服务器中进行修改。
通讯管理
系统通讯管理为独立的通讯管理服务器，可独立运行与服务器上。负责定位系统数据的接收与管理。
用户及权限管理
系统可根据监管权限的不同，将移动目标（标签）进行分组管理。
移动目标管理
当定位标签分配给移动目标后。由于客户通常有自己的资产或人员ID 的命名规则，此时需要将定位标签的ID和客户分配的资产或人员ID 进行匹配管理。例如将ID 为0001A200 的定位标签分配给编号为000101 的移动目标，此时需要输入目标的相关信息。
报警功能
在实时定位系统的应用中，用户可能需要根据实际业务需要设置一些报警触发条件，以便在第一时间获取报警信息。一旦用户配置和设定了相应的报警参数后，系统将自动进行报警，并以红色进行显示。
同时，在系统的报警信息栏中，可查看具体的实时报警信息。在数据分析时，这些信息可通过文本文件或报表形式提供给用户。
标签管理
标签采用全球唯一ID标识，可支持重命名（属性添加）、分组、在线状态、电量、以及查询等功能。
基站管理
网络管理与设置、基站状态显示、基站分组定位、其他监控信息等。
地图交互
支持多种格式的外部地图导入，以及常见的地图操作。
电子围栏
可根据需要设置不同的形状；可定义不同的名称；可随时开关围栏（包括生效时间段）；可设置报警规则（比如不同优先级的标签）；可设置报警类型与方式。
「 定位覆盖精度」
为实现室内环境的高精度亚米级室内定位，以及客户对系统稳定性及可靠性的要求，系统采用超宽带3D_UWB 定位技术来实现。系统在室内定位精度中，超宽带UWB 定位技术可达到10cm 的定位精度。
通过合理布设超宽带3D_UWB 定位系统接收器，以及事件捕获器，可以使移动目标在工作区域进行实时定位。同时在关键点通过布设距离在0.1m-90m 范围可调的事件捕获器，实现入口检测功能。（检测距离可根据实际需要现场调节）对需要实现可视化的移动目标，可安装5HZ 更新率的定位标签，对其实现覆盖区域的精确定位监控。
U3D_WB 高精度定位系统通过集中管理软件模块，实现相应的管理功能。系统示意图如下所示：
「 应用领域」
3D-UWB实时定位系统具有定位精度高、覆盖范围大、布设简单、容量大等优点，在诸多领域都有应用，简述如下：
监狱安全：监狱安全主要集中在罪犯脱逃和狱内发案，核心问题是需要实时掌握监狱人员的位置和聚集情况，以及时判断和预警。例如，罪犯脱逃主要通过翻越围墙、跟随车辆混出大门、暴力冲门等方式施行，这些行为都可以通过对罪犯行踪的实时跟踪，另外像聚众斗殴、袭警、非正常死亡等狱内发案的情况则更多是因为仅靠人力和视频监控无法实现对所有区域100%的监管。依据监狱的实际业务，结合高精度无线定位技术手段，可以为监狱安全管理，特别是监区罪犯管理提供重要参考。
医疗健康：现阶段医疗健康3个问题极为尖锐，①医患矛盾导致医疗资源浪费，②老龄化问题导致医疗服务负担加重，③二胎生育高峰也导致优质医疗资源欠缺，上述的问题导致医生、医院、患者三输的局面。现有的基于视频监控的手段往往只能起到备案待查的作用，往往无法起到实时报警的作用。根据医院的各个部门的情况，结合高精度无线定位技术手段，可有效缓解医疗健康面临的诸多问题。
电网及电厂人员安全定位：这些环境会存在很多高压区域，人员不能直接进入，而过去依靠警示牌提醒的方法不够直接也不能保留证据，一旦发生事故很难界定责任，也不能很好的预防事故。引入高精度定位的手段，设置电子围栏并记录保存行动轨迹，可以很好解决上述问题。
隧道、矿井人员定位；隧道及矿井一旦发生事故，人员最后所在的位置往往很难获得，对后续的营救也甚为不利。引入本技术手段，可以精确定位到人员所处的位置信息（包括所在通道以及在通道中所处的位置）很好可附上述问题。
机器人及无人机高精度定位：机器人及无人机需要精确的实时位置辅助，本技术可以很好拓展应用于该类应用。
体育定位：现在体育训练及事后分析往往依靠肉眼看录像的方法，效率低下也不够准确，引入该技术可以提供高效率的精确数据，提升体育训练的信息水平。
游轮：先进的游轮往往有多层结构，多种舱室，容易造成游客迷路，管理延迟，采用该技术，可以让管理方实时了解游客的位置，游客也可以非常方便获知自己的相对位置和绝对位置。
展厅：在人数众多及需要特别安防的区域，设置电子围栏及报警方法，可以提高管理效率。
仓库：引入该技术，可以实现无人叉车进而实现自动化仓储，提升仓储效率。
