龚晨阳

摘要  针对隧道施工现场环境复杂，作业难度大，为有效减小安全隐患在隧道施工建设过程中人、车、物的定位在建设过程中显得尤为必要，特别在“作业面”采用物联网无线定位技术的施工管理系统，可实时掌握对象的行动轨迹，提高危险区域施工安全性，避免事故的发生，还可以为应急抢险提供重要的信息保障。本文基于超宽带（Ultra-wide band）技术的定位系统和到达时间差（Time Difference of Arrival）的定位方案可实现济南济泺路穿黄隧道实时精准的位置追踪。

关键词  定位系统  位置追踪  超宽带  TDOA

1  引言

近些年来随着国内基础设施建设力度不断加强，全国铁路道路里程持续增长。由于我国复杂的地貌环境，隧道工程不可或缺。隧道施工相较与常规地面施工具有隐蔽性大、构造物多、通讯不便、作业空间有限、建设工期长等特点，存在一定事故隐患及不确定性，因此定位技术在地铁隧道安全施工中具有重要的应用价值。常用于室内定位的有红外定位技术、超声波定位技术、射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、蓝牙定位技术、无线个域网（Zigbee）、无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN），而这些技术存在探测距离有限、抗扰能力差、定位精度低等不足。UWB相较于其他技术具有良好的抗多径干扰能力、极高的时间分辨率、传输速率高、发送功率小等优势，特别适用于济南市济泺路穿黄隧道这类型的地下隧道的应用场景。

2  超宽带技术特点

超宽带技术通过利用极窄的脉冲信号实现通信，因此也称作脉冲无线电[1]。其信号相对带宽满足：