到达角度定位（AOA）是利用单一天线发射寻向讯号，而接收端的装置内建天线阵列，当信号通过时，会因阵列中接收到的不同距离，产生相位差异，进而计算出相对的信号方向；AOA定位是一种高精度定位测向角技术，不只利用蓝牙可实现高精度定位，利用UWB、5G信号作为载波同样可以实现。

到达角度定位-蓝牙AOA

固定频率蓝牙信号在空旷的环境中传播时，两个接收端接收到发射端传输的信号时，具备一相位差(两束相同频率的信号发生时机相差的度数)。

蓝牙信号相位差

如上图，天线一和天线二在接收到发射端发射的信号时，由于天线距离不同，接收的蓝牙信号具备相位差。

相位角计算

当两个天线足够近时（小于半波长），可消除相位差的整周期模糊，能够唯一的确定来波的方向。如上图所示，其中λ为发送信号波长、Δφ 为天线 1 和2 接收到同一信号的相位差，θ为待求的信号到达角度（AoA），d 为两个天线间的距离，由图示关系可得：

θ = arcsin(λΔφ/2πd)

在二维平面上，到达角度θ可获取两个为a的角度即实际所在的坐标。则会存在一个以r为半径角度为a的圆形轨迹线，无法判断到底处于哪个位置，如下图所示

a为相位角

若要确定发射点在三维空间的具体坐标，需要用到点阵天线组合才能达到计算出具体坐标的位置。点阵天线获取发射点方位角的计算方式并不复杂，利用正交天线阵列，同时有三个接收点天线收到发射终端发射的信号时，即可得到唯一的方向角，也即两个轨迹圆的交点。

AOA定位原理图

实际应用中，一般常用线阵、矩形阵、圆阵等不同的天线阵列进行信号检测。线阵是一维的，所有天线位于一条直线上，可以获取方位角。矩形阵和圆阵可以获取二维角度（方位角和俯仰角）。

阵列天线

在获取到信号的波达方向角后，据此可计算出定位终端的位置，如下图所示：

蓝牙AOA基站定位示意图

基站的部署高度为H，通过 AOA 角度估计可以获得从蓝牙AOA基站出发的一根射线，该射线和定位终端的高度平面相交便可获得平面坐标。从图中可以看出，单基站的定位覆盖是以基站为中心的锥形区域，距离基站越远，相同角度误差带来的平面坐标的变化越大，位置误差也就越大，越靠近基站定位精度越好。一般而言，基站的高度的1.2倍，也即1.2H为基站的覆盖半径范围内，定位精度可达30~50cm。大于1.2H范围小于1.5H范围内，定位精度可达50~70cm。

由于基站的覆盖范围为锥形区域，可通过提高蓝牙AOA基站的部署高度来提高基站的覆盖范围，但基站的部署高度最高不能超过10米，也即单个蓝牙AOA基站的覆盖半径为12~15米。

问题一，蓝牙AOA的基站覆盖范围是多少，定位精度最高能达到多少

蓝牙AOA基站单基站的覆盖范围和部署高度息息相关，定位覆盖范围为部署高度的1.5倍。比如蓝牙AOA基站部署在5米高的地方，其覆盖半径为6米~7.5米

问题二，蓝牙AOA定位频率最快是多少

蓝牙AOA的定位频率最快可做到1秒10次，也就是定位终端每100ms需广播一次蓝牙数据

问题三，蓝牙AOA定位容易受周围环境的影响吗？比如金属物较多的环境

蓝牙AOA采用到达角度定位算法，相较于蓝牙RSSI定位算法，不易受周围的环境干扰。但是在周围金属、玻璃较多的环境中，容易发生多径反射，导致定位出现偏差，如下图所示：

反射波

在金属物较多的环境中，一般定位精度在1米以内

问题四，蓝牙AOA基站的部署必须水平放置部署吗

不是的，在部署蓝牙AOA基站时可以与水平方面存在一定程度的夹。但是如果基站与水平地图有角度的话，对于算法计算是有挑战的，建筑基站部署与水平地图呈水平安装角，夹角不能超过45度

问题五，蓝牙AOA定位相较于蓝牙4.2的RSSI定位有哪些优势？

蓝牙4.2中，采用蓝牙RSSI定位，定位精度最高只能做到2米，但蓝牙5.1的,最高30cmAOA定位可做到厘米级

问题六，蓝牙AOA定位与UWB相比有哪些优势？

基于蓝牙5.1的AOA定位能够做到与UWB定位一样的定位精度，也即30cm的定位精度；蓝牙AOA一个基站即可做到厘米级定位，UWB若做到厘米级定位，基站必须四个一组。在房间较多的环境中，比如养老院、监狱、看守所，蓝牙AOA定位用的基站更少，更有优势。并且采用蓝牙芯片的定位终端价格要比UWB定位终端便宜不少。返回搜狐，查看更多