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在定位系统中,全球卫星导航系统具有最广泛的运用范围,然而由于技术局限性,无法满足人们对室内环境下定位的要求。随着无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)的迅速发展,基于超宽带(Ultra-Wideband, UWB)、蓝牙、RFID(Radio Frequency Identification)等无线定位技术成为研究的热点。其中,超宽带技术具有发射功率低、抗多径能力强、穿透力强、保密性好,定位精度高等特点,使其拥有更广泛的应用前景。本文在研究了UWB技术的特点以及信道特性,讨论了基于UWB的几种常用测距技术,以及经典的基于TOA的测距算法,并针对传统的对称双边双程(Symmetric Double-Sided Two-Way Ranging, SDS-TWR)测距协议需要较长的时延,提出了改进算法,并给出了该算法的数学分析,从理论上证明了算法的有效性。另外针对泰勒算法对初始值的准确度要求较高的问题,提出将最小二乘法与泰勒算法融合方法,并给出了仿真图,从理论上证明了算法的可行性。最后给出了基于UWB的定位系统模型,并搭建了一个基于UWB的室内定位系统,并在现实的室内环境中进行了实地测试。本文的主要贡献如下：(1)本文分析了几种常用的基于UWB的测距技术,通过比较他们的克拉美罗下限,指出了TOA技术对UWB测距的有效性。研究了时钟漂移对TOA测距的影响,给出了时钟漂移对几种常用的TOA测距算法的影响,以及引起的误差仿真图。针对SDS-TWR以牺牲测量时间为代价来减小时钟漂移影响的问题,提出一种SDS-TWR优化测距算法,并通过数学推导,证明了算法的有效性。(2)本论文分析了最小二乘、Chan氏、泰勒算法等常用的定位技术,针对泰勒算法对初始值要求较高的问题,提出最小二乘和泰勒的融合算法,并给出其定位仿真结果。同时,针对定位过程中节点移动会带来定位坐标有跳动的情况,采用UKF滤波算法对定位结果进行滤波,能有效追踪移动节点的运动。(3)实现了基于UWB技术的定位系统。搭建了一个基于DecaWave推出的DW1000芯片的UWB的定位系统,采用优化的SDS-TWR测距算法和最小二乘算法与泰勒算法融合的定位算法,缩短了定位时间,提高了定位精度。室内定位精度达40cm。