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超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术拥有极窄脉冲,在穿透能力、精准测距、抗多径干扰等方面具有独特优势,在精准定位方面具有广泛应用前景。尤其是企业级应用往往需要定位系统能够对大型厂区、数万平方米的物流分拣中心等场景进行大区域覆盖,实现无缝精准定位,因此本文主要就大规模区域可扩展的UWB定位网络进行研究。对于低功耗的实时定位系统(Real-Time Location System,RTLS)部署,到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)方案的优点是标签只需发送一条消息就可以实现定位,因此TDOA适合高密度节点的部署。UWBTDOA室内单区域定位系统对环境依赖性强、定位有效范围有限,为了覆盖更大和更复杂的区域,系统可以扩展到含四个以上的基站。TDOA基站间时钟同步采用无线时钟信号实现,利于多基站布设,使得布设更灵活。论文主要工作如下:1、单定位区域采用主/从基站模式,主基站周期性地发送时钟同步信号,从基站接收时钟同步信号,根据主从时钟偏移情况,对标签定位信号到达时间差进行校准。时钟跟踪可以采用数字锁相环方法或Kalman滤波方法,论文对比两种方法跟踪UWB时钟同步性能,得出Kalman滤波收敛更快。针对Kalman滤波对测量值依赖性强、且纠错速度慢的缺点,论文进行了算法改进和仿真对比,当时钟同步发生大的错误时改进算法具有较好的鲁棒性。2、大规模多基站相对时钟同步。该方案先分簇并选出各簇的簇头作为主基站,簇内采用主/从基站时钟同步模式,簇间采用主基站-中继-主基站传输模式,并提出vMISO-OR路由策略进行时钟同步数据转发。最后,论文通过路由算法仿真,以及标签定位信号到不同簇基站的到达时间差(估计距离差)与实际距离差进行测试比较,验证了所提方法的有效性。3、移动标签在定位过程中,不需要预先指定基站,而是在每个位置估计过程中动态选择标签通信范围内的基站。论文提出一种根据基站的位置进行分簇,将来自不同簇的基站配对并选出最优基站对,通过最优基站对的中线夹角来控制双曲线的夹角,并考虑标签的探测距离,有效地减小了位置估计的误差及定位数据冗余,同时支持移动标签在区域间实现无缝切换。