UWB 超寬頻室內定位系統（TOA / PDOA 3D / TDOA）
恆準定位提供三種 UWB 超寬頻定位架構，無遮蔽環境精度均為 10–30 公分：UWB TOA(Time of Arrival)以基地台與標籤雙向測距做三邊定位，基地台電池供電、不需拉線，適合快速布建；UWB PDOA(Phase Difference of Arrival)的基地台具備陣列天線，單顆即可取得距離、方位角與傾角，布建點數少、建置成本低；UWB TDOA(Time Difference of Arrival)由標籤單向發訊、基地台以抵達時間差解算，標籤續航可達數月，適合長期固定且標籤數量多的場域。已應用於運動科技選手定位、機場地勤推車與人員定位、AGV/AMR 人車混流安全等場域。
技術原理一：UWB TOA 定位架構
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UWB TOA 定位架構 —— Tag 與 4 顆 Anchor 進行 TWR 雙向測距，經 Gateway 送入 RTLS Controller 運算。
標籤（Tag）與場域中的 4 顆基地台（Anchor）進行 TWR 雙向測距（Two-Way Ranging），取得各自距離後以三邊定位法（Trilateration）解算座標。測距資料經 UWB Gateway 匯入 P-Square UWB-RTLS Controller，由 NLOS(非視距)估計搭配 Particle Filter 與運動模型補償金屬環境的多路徑效應，再輸出至 RTLS Web 後台。
TOA 架構最大的實務優勢是基地台可電池供電、不需拉線 —— 對於場地不能改建的學校田徑場、體育館或臨時賽事，可以賽前架設、賽後收納。
除了依場域需求規劃 Anchor 與 Tag 數量的一般型系統，另提供 UWB TOA All-Ranging Kit（12 個一組：8 個 Anchor + 4 個 Tag）。這一組的每個節點都能與其餘 11 個互相測距，取得的測距資訊完整、定位準確度更高，適合精度驗證與研究開發使用。
技術原理二：UWB PDOA 3D 定位
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UWB PDOA 與 TOA 布建方式比較 —— PDOA 單顆陣列天線基地台即可取得距離、方位角與傾角。
TOA 與 PDOA 都能做 3D 定位，差別在需要幾顆基地台。TOA 的每顆基地台只量得到「距離」，相當於一顆以基地台為球心的球面 —— 標籤在球面上某處，但不知道在哪。要交會出一個三維座標，至少需要 4 顆基地台，而且必須安裝在不同高度。
PDOA 基地台內建陣列天線，可由天線間的相位差解出訊號來向，一次就同時量到距離 d、方位角 φ 與傾角 θ —— 這正是一組完整的球座標 (d, φ, θ)，單顆基地台即可直接換算成直角座標：
x = d · cos θ · cos φ
y = d · cos θ · sin φ
z = d · sin θ
所以兩者的差別不是「能不能做 3D」，而是要幾顆基地台才有一個點：TOA 需要多顆基地台交會，PDOA 一顆就有一個點，布建點數少、建置成本低。
三維定位的實際價值在於「高度」這個維度：
- 室內無人機 —— 廠房、倉儲與大型場館內沒有 GPS，無人機需要三維座標才能自主導航與避障。
- 多層貨架的存放高度判定 —— 只知道平面位置不夠，還要知道料件放在第幾層，才真的省下找料的時間。
- 人員位於哪一層樓 —— 廠區與航廈的跨樓層定位，以及是否發生攀爬或跌倒。
- 運動科技 —— 可量測選手的跳躍高度、奔跑速度與三維軌跡。
布建上也更有彈性，可依預算分三級：全場建置(取得完整軌跡)、電子圍籬(只在分區出入口布點，控管各區數量)、交叉路口(只在關鍵路口布點，判定行進方向)。
PDOA 標籤可與 iPhone 及部分支援 UWB 的 Android 手機互通，我們提供 App 直接進行 3D 定位，不必為每位使用者另外發放標籤。
技術原理三：UWB TDOA 定位架構
TDOA 由標籤單向發出訊號，場域中的多顆基地台各自記錄訊號抵達的時間，再由彼此之間的抵達時間差解算座標。與 TOA 最大的差別在於標籤不需要與基地台雙向對話 —— 少了來回通訊，標籤耗電大幅下降，續航可從數小時延長到數個月。
代價在基地台端：所有 Anchor 必須以 PoE 佈線並維持精確的時間同步，不能像 TOA 那樣電池供電、隨架隨用。因此 TDOA 適合長期固定、標籤數量多的場域（例如辦公室與長期部署的廠區）；需要快速布建或臨時場域，則以 TOA 較合適。
定位方法比較（Wi-Fi / 藍牙 / Zigbee / UWB）
| 比較項目 | Wi-Fi | 藍牙 RSSI | 藍牙 AOA | Zigbee | UWB |
|---|---|---|---|---|---|
| 定位方式 | RSSI | RSSI | 陣列天線算出水平角與傾角 | RSSI | TOF / TDOA |
| 定位精度 | 3–5 m | 1–3 m | 0.5–1.5 m | 1–3 m | 0.1–0.3 m(無遮蔽) |
| 耗電 | 高 | 低 | 低 | 低 | 中 |
| 硬體價格 | 中 | 低 | 中高 | 中低 | 高 |
UWB 精度最高，但硬體成本也最高。恆準定位的主張是：不需要為了精度而全場採用昂貴硬體 —— 關鍵區域用 UWB，其餘區域以藍牙或 Wi-Fi 覆蓋，是性價比最合理的組合。
硬體規格
| 項目 | UWB TOA Anchor | UWB TOA / PDOA Tag | PDOA 閘道器 Gateway | UWB 模組 |
|---|---|---|---|---|
| 尺寸（含殼） | 9.4 × 4.8 × 2.2 cm | 9.4 × 4.8 × 2.2 cm | 22 × 22 × 4 cm | 80 × 30 × 10 mm |
| 供電方式 | USB 供電 | 電池供電（16340 型，可充電） | PoE 供電 | 由載板供電 |
| 晶片 | Qorvo / NXP | Qorvo / NXP | Qorvo / NXP | NXP |
| 功能 | UWB 測距 | UWB 測距 | 資料彙整與回傳 | UWB(超寬頻)+ BLE(低功耗藍牙)，內建安全元件 |
入門評估方案：UWB Start Kit
提供給系統整合商（SI）與終端客戶先行驗證可行性的入門組合：
- 6 個基地台 + 2 個標籤 + 1 個 Receiver
- 後台軟體
- 板子已通過 CE / FCC 認證
確認可行後再擴充為正式版 RTLS，取得歷史紀錄、軌跡重播、禁止區域、熱點圖等完整功能。
適用場域
- 運動科技：選手定位與戰術跑位分析（10–30 cm 精度、免拉線）
- 國際機場：地勤推車與人員定位（PDOA 單基地台測距測向）
- AGV / AMR：人車混流安全與移動中相對定位
- 半導體 / 高科技廠：關鍵區域高精度人員與設備定位、電子圍籬
- 資產尋找：Apple AirTag、Samsung SmartTag 同類應用，亦可用於跌倒偵測與危險區域警示