一城一北斗|基于北斗、UWB、蓝牙定位人员定位系统在化工厂的应用

摘要：近年来随着国家政策的要求和企业自身管理需求，人员定位系统已成为化工行业提升管理效率、保障安全运营的重要工具。对于化工企业而言，安全生产至关重要，人员定位系统的应用更是不可或缺。不同的定位技术原理各异，其性能和适用场景也有所不同。国能榆林化工根据国产化和北斗

申报单位：国能榆林化工有限公司

联合申报单位：

主要完成人：马光显、杨信

一、案例简介

近年来随着国家政策的要求和企业自身管理需求，人员定位系统已成为化工行业提升管理效率、保障安全运营的重要工具。对于化工企业而言，安全生产至关重要，人员定位系统的应用更是不可或缺。不同的定位技术原理各异，其性能和适用场景也有所不同。国能榆林化工根据国产化和北斗定位需求，建立了基于北斗、UWB、蓝牙定位的人员定位系统。RTK或称为实时动态差分技术，关键在于实时处理信号差

异以修正定位误差。北斗RTK系统不仅精度高，而且稳定性强，能在各种自然条件下工作。在工作原理上，北斗RTK通过在被定位对象上安装定位标签来接收和处理卫星信号。结合RTK差分定位基站提供的误差

修正值，系统能够实现高精度的定位输出。此外，使用北斗RTK技术需要专用的RTK接收器与计算机或

移动设备进行连接。这样，接收器可以实时捕获并处理卫星信号，再将这些数据传输给差分系统进行进一步分析和展示。无论是地面仪器、无人机还是地面车辆，都可以通过安装这样的接收器来享受高精度的定位服务。

二、技术方案

在选择人员定位系统时，综合考量多方面因素，以确保所选系统能够满足企业安全生产管理的实际需求，实现高效、可靠、经济的运行。项目建设的同时，引入科学管理和设计思路，构建长期有生命力的管理体系，实现整体可持续发展。不但高效快速完成日常维护、问题处理等运维工作，还能支持远程、高效地安装、部署、调测、升级和故障处理等。

1)先进性：系统设计具有前瞻性、先进性、成熟性以及可扩展性，符合当今社会信息化发展的新潮流；采用目前流行的多层结构设计，以成熟的开发方式，保证系统的先进性和成熟性。

2)实用性：在保持技术具有前瞻性和先进性的同时，确保系统切合实际、符合现状。系统各应用模块完全从业务需求出发，贴近使用需求，以保障数据处理的安全性和提高操作便利性为目的，把满足业务需求作为第一要素。

3)可靠性：基于高可靠的支撑企业安全风险智能化管控平台项目，从软件架构上来支持整体的可靠性，当任何单点数据节点发生故障，可以保证数据的完整性和系统运行的稳定性。

4)安全性：构建物理安全、网络安全和应用系统综合安全体系，确保企业方案中系统、网络和数据的机密性、完整性、可用性、可追溯性。系统为不同权限的用户提供不同的服务，防止执行超越权限操作的现象发生。系统分级分层授权，数据分级分层管理，以保证信息的安全保密。对数据严格保密，未经授权基础数据库，不得泄露给任何单位和个人。

5)扩展性：在统一数据标准和接口标准的基础上，以拓展生态、各模块互联互通为目标设计方案，避免为解决异构系统对接问题产生的时间和资源浪费。数据库和系统软件支持通过增加新增硬件对系统进行扩展，满足不断增加的性能要求；在系统软件结构上采用多层技术框架设计，分别支持系统的横向扩展和系统的功能扩展；数据库和系统模块化设计，可根据需要拆接、组合，系统模块及应用模块的设计开发应尽可能为后续的功能预留对外接口。

三、创新亮点

该系统深度融合UWB(超宽带)定位、蓝牙定位、北斗卫星定位、RTK、4G等多种技术，作为当前

无线定位技术领域的一项重大创新，结合了3种各具特色的定位技术，在不同区域充分发挥各自技术的优势，成功实现了室内外一体化的高精度、无缝覆盖定位，为定位提供了前所未有的可能性。

1)定位原理：室外区域定位机制，在储罐区、管道走廊这类开阔的室外区域，系统主要借助北斗RTK 技术来实现高精度定位。北斗RTK通过接收卫星信号，并结合地面差分基站所提供的数据，有效消除大气层延迟、卫星轨道误差等干扰因素，从而达成高精度定位效果。室内及遮挡区域定位方式，在控制室、维修车间等室内区域或者室外信号遮挡严重的地方，系统依靠UWB无线定位基站来完成高精度定位。UWB

利用极短的纳秒级脉冲信号进行测距与定位，其具备时间分辨率高、抗多径干扰能力强等特性，能够在复杂环境下实现亚米级的高精度定位。辅助定位与无缝切换原理，蓝牙技术作为一种低功耗且广泛普及的无线通信技术，被应用于系统的辅助定位环节。蓝牙信标或者相关设备会定期向外广播信号，定位终端通过接收这些信号，并依据信号强度或者时间差来估算距离，进而实现精准定位。在室内外环境切换区域，系统能够自动完成定位方式的切换，确保定位服务的持续稳定。

2)应用优势：高精度定位保障，通过融合北斗RTK的高精度特性与UWB的高时间分辨率优势，系

统无论在室内还是室外环境下，均能实现高精度定位，充分满足化工厂对定位精度的严苛要求。无缝覆盖优势，系统支持室内外环境的无缝切换定位，确保工人在榆林化工的任何区域都能持续获得稳定的定位服务。灵活部署与成本优势，系统采用模块化设计理念，可根据不同区域的实际需求灵活选用定位技术，同时蓝牙技术的融入有效降低了整体部署成本。实时数据传输与通信优势，UWB技术所具备的高速数据传输能力，使得系统能够实时传输人员位置信息，为管理决策层提供及时、准确的数据支撑，助力优化资源配置以及提升整体管理效能。