There exists an electromagnetic shielding effect on radio signals in a tunnel, which results in no satellite positioning signal in the tunnel scenario. Moreover, because vehicles always drive at a high speed on the highway, the real-time localization system (RTLS) has a bottleneck in a highway scenario. Thus, the navigation and positioning service in tunnel and highway is an important technology difficulty in the construction of a smart transportation system. In this paper, a new technology combined downlink time difference of arrival (DL-TDoA) is proposed to realize precise and automated RTLS in tunnel and highway scenarios. The DL-TDoA inherits ultra-wideband (UWB) technology to measure the time difference of radio signal propagation between the location tag and four different location base stations, to obtain the distance differences between the location tag and four groups of location base stations. The proposed solution achieves a higher positioning efficiency and positioning capacity to achieve dynamic RTLS. The DL-TDoA technology based on UWB has several advantages in precise positioning and navigation, such as positioning accuracy, security, anti-interference, and power consumption. In the final experiments on both static and dynamic tests, DL-TDoA represents high accuracy and the mean errors of 11.96 cm, 37.11 cm, 50.06 cm, and 87.03 cm in the scenarios of static tests and 30 km/h, 60 km/h, and 80 km/h in dynamic tests, respectively, which satisfy the requirements of RTLS.

中文翻译：

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利用UWB DL-TDoA技术的公路和隧道自动化实时定位系统

隧道中的无线电信号存在电磁屏蔽作用，因此在隧道情况下不会产生卫星定位信号。此外，由于车辆始终在高速公路上高速行驶，因此实时定位系统（RTLS）在高速公路场景中会遇到瓶颈。因此，隧道和公路的导航定位服务是智能交通系统建设中的重要技术难题。本文提出了一种结合下行链路到达时间差（DL-TDoA）的新技术，以在隧道和公路场景中实现精确和自动化的RTLS。DL-TDoA继承了超宽带（UWB）技术，用于测量位置标签与四个不同位置基站之间无线电信号传播的时间差，获得位置标签和四组位置基站之间的距离差。所提出的解决方案实现了更高的定位效率和定位能力，以实现动态RTLS。基于UWB的DL-TDoA技术在精确定位和导航方面具有多个优势，例如定位精度，安全性，抗干扰性和功耗。在静态和动态测试的最终实验中，DL-TDoA表示高精度，在静态测试和30 km / h，60 km / h的情况下，平均误差分别为11.96 cm，37.11 cm，50.06 cm和87.03 cm ，并在动态测试中分别达到80 km / h，满足RTLS的要求。所提出的解决方案实现了更高的定位效率和定位能力，以实现动态RTLS。基于UWB的DL-TDoA技术在精确定位和导航方面具有多个优势，例如定位精度，安全性，抗干扰性和功耗。在静态和动态测试的最终实验中，DL-TDoA表示高精度，在静态测试和30 km / h，60 km / h的情况下，平均误差为11.96 cm，37.11 cm，50.06 cm和87.03 cm ，并在动态测试中分别达到80 km / h，满足RTLS的要求。所提出的解决方案实现了更高的定位效率和定位能力，以实现动态RTLS。基于UWB的DL-TDoA技术在精确定位和导航方面具有多个优势，例如定位精度，安全性，抗干扰性和功耗。在静态和动态测试的最终实验中，DL-TDoA表示高精度，在静态测试和30 km / h，60 km / h的情况下，平均误差分别为11.96 cm，37.11 cm，50.06 cm和87.03 cm ，并在动态测试中分别达到80 km / h，满足RTLS的要求。