在无GPS或GPS信号微弱的交通隧道中,车辆的高精度定位是一个待解决的重要问题。目前,组合导航定位中车载视频系统和微波雷达系统可能会遇到弱光、视线模糊、强烈的雷达反射波等问题,惯性导航系统和激光雷达受制于成本和累积误差的影响,即辅助定位都需要GPS来校正或提供初始参考位置。在ADAS和自动驾驶汽车逐步投入应用时,解决该问题变得越来越迫切且具有较大的研究意义。本文提出基于UWB的隧道定位系统,作为“隧道GPS”,与车载GPS信号无缝切换,为车辆提供准确、连续的定位。然而将UWB定位用于隧道定位时,不但要保证系统定位精度、稳定性和覆盖范围,而且从慢速移动的室内定位应用到快速移动的车辆定位,面临实时性的问题,即由于对高定位刷新率的需求,可能会严重降低系统容量。针对以上问题,本文主要工作如下:(1)设计与实现了满足隧道行车场景的基于DW1000芯片的UWB定位的硬件终端,包括固定基站与车载标签,涉及终端布局、高频电路设计、芯片选型、PCB绘制以及最终调试。提出使用双向测距TW-TOF(Two-way Time of Flight,TW-TOF)算法,开发配套的下位机定位程序、PC端上位机用户图形界面以及用于二者通信的TCP/IP协议的实现。(2)为了保证通信的可靠性,本系统采用TDMA机制。面对高速行驶车辆定位,定位系统更新率与系统容量的共存问题。本文通过改良的Kalman模型在实现误差消除的同时进行轨迹预测,实现实时定位和较大的系统容量,并分别研究了速度、加速度、弯道曲率半径对改良Kalman模型影响。(3)在UWB定位系统厘米级定位精度的基础上,本文提出一种以位移变化量和速度变化量为核心的事故检测方法。