自从超宽带技术被美国联邦通信委员会允许应用在民用产品上之后,开始受到许多科研机构的广泛关注。而今随着移动互联网与本地生活服务的融合,人们对基于位置的服务需求愈发强烈。超宽带作为一种特殊的通信体制,在无线定位方面具有抗多径衰落、强穿透力、高定位精度等优点,因此被认为是极具潜力的无线定位技术。本文主要研究超宽带定位系统的测距定位。根据超宽带信号时间分辨率高的特点选择基于到达时间差(TDOA)测距。通过对IEEE802.15.4a信道模型仿真分析得出测距结果受非视距(NLOS)误差影响较大,而根据量化检测受噪声干扰较小的特点,本文提出采用电平量化检测的TOA估计,并依据线性卡尔曼的平滑处理,实验证明三电平量化检测有较好的TOA估计性能。定位方面,先介绍Chan和Taylor两个经典定位算法的实现原理及定位误差分析;针对Taylor算法对初始值要求高但定位精度较高的特点,采用融合的思想,提出先对初始坐标进行修正,再使用Taylor算法迭代定位。基于初始坐标修正算法实现方式为:先将TDOA定位模型的求解转化为求解无约束非线性最优化问题,并得到目标函数;针对最速下降法收敛速度慢和牛顿算法计算量大的特点,提出了基于变尺度法的初始坐标修正算法。此外,为进一步优化算法,提出基于Armijo步长的变尺度法,并对改进变尺度法的全局收敛性进行分析。仿真结果表明,本文提出基于改进变尺度法的初始坐标修正算法,不仅能够降低定位优化算法对于初始坐标的要求,而且具有比传统最速下降法更高的定位精度和更快的优化收敛速度,满足Taylor级数展开法对初值的要求。最后将基于改进变尺度法和Taylor算法的混合算法与Chan算法、Taylor算法在蜂窝网络中进行比较,实验结果表明混合算法具有比传统定位算法更高的定位精度。