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基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统研究 　　摘 要： 超宽带UWB定位技术在受到电磁干扰、NLOS 等情况影响时，实际定位环境变得复杂，造成实际定位精度不高、定位稳定性差。通过借鉴差分GPS技术，以TDOA?UWB室内定位技术为基础，提出差分UWB定位算法。同时结合权重滑动平均法，研究并提出基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统，以Hainan EVK 系统作为实验平台进行相关的测试实验。实验结果表明，基于TDOA算法的差分UWB室内定位系统能有效提高定位精度和定位稳定性，在受到外界干扰的情况下，定位误差整体降低23%。　　关键词： 超宽带定位； TDOA算法； 差分GPS； 差分UWB定位； 权重滑动平均； 室内定位系统　　中图分类号： TN953+.7?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X06?0045?05　　Abstract： When ultra?wideband positioning technology is affected by electromagnetic interference， NLOS and other conditions， the positioning environment becomes complicated， which results in low actual positioning accuracy and poor positioning stability. On the basis of the TDOA?UWB indoor positioning technology， a differential UWB positioning algorithm is proposed by drawing on the experience of differential GPS technology. Combined with the weight moving average method， a differential UWB indoor positioning system based on TDOA algorithm is studied and proposed. With the Hainan EVK system as the experimental platform， relational testing experiments were carried out. The experimental results show that the differential UWB indoor positioning system based on TDOA algorithm can effectively improve the positioning accuracy and positioning stability， and the positioning errors are wholly reduced by 23% in the case of external interference.　　Keywords： UWB positioning； TDOA algorithm； differential GPS； differential UWB positioning； weighted moving average； indoor positioning system　　0 引 言　　目前，室内定位技术已成为一个热点研究领域，出现了如蓝牙技术、WiFi技术、RFID技术等的室内定位技术。与这些室内定位技术相比，兼容IEEE ―XX标准的超宽带定位技术在定位精度、实时性能、带宽等方面具有很大的优势[1?2]，超宽带定位技术理论上可以实现厘米级的定位精度。　　基于TDOA的UWB定位技术目前已经能实现厘米级的定位精度[3]，但是目前在实际应用中仍存在不少问题，例如基站之间的时钟同步问题[4]以及UWB的信号传输受电磁干扰、非视距[5]等影响，使得实际定位精度不高、定位稳定性差。这些情况对定位精度造成的影响是不一样的[6]。因此，对导致定位误差的成因进行分析是十分必要的，为寻找提高定位精度提供必要的依据。　　基于TDOA的UWB定位技术与GPS定位技术在原理上有很多相似之处，均要求基站之间进行严格的时间同步并使用信号的传输时间来进行测距，从而形成定位坐标[7]。作为增强型的GPS技术，差分GPS技术通过引入基准站，基准站将伪距离修正值传送给GPS接收机作误差修正，从而能在很大程度上减小GPS接收机的定位误差，提高GPS定位精度和定位稳定性[8?9]。目前已经有很多关于差分GPS的研究，但是关于