随着无线设备越来越融入我们的日常生活,人们对于无线网络的信息的需求也在日益增加,如位置,时间,温度,方向等,其中对人或是物体的位置需求最为重要。在室外有GPS定位技术,基本可以达到米级精度,已经可以满足日常生活的需求,因此对室内定位技术的研究更尤为重要。超宽带(UWB)信号作为一种近年来新型的技术,由于其脉冲窄,带宽大,时间分辨率高等优点,被广泛应用于室内定位系统当中。本文旨在通过对UWB信号进行分析,分析不同的基于UWB的定位算法的性能,并针对定位和测距中所产生的误差,进行改进优化。本文的主要研究内容如下:对基于UWB信号的定位技术进行分析,简要概述了超宽带的基本概念,定义,以及UWB信号的独特优势,通过研究UWB的脉冲信号特性,选择用来产生UWB信号的信号,并建立相应的信道模型,阐述其原理,并在冲激响应下进行仿真不同室内环境下的UWB信号的特征。对位置估计所产生的各种误差,包括非视距传播,多径效应,时钟漂移误差,分析其产生的原因,并给出了对定位算法精度的评价指标。通过对比不同算法的克拉美罗下限,均方根误差或是累积分布函数,来进行算法优劣的对比。详细阐述了RSSI,AOA,TOA,TDOA这四种基于不同信号参数的定位算法的原理,并对定位的算法进行推导,推导其各自的克拉美罗下限,选择采用基于到达时间的定位算法进行定位。针对TOA定位算法中的到达时间参数进行研究。由于普通的单向测距受时钟漂移误差的影响很大,因此通过对测距方法进行改进,来减小时钟漂移误差带来的影响。提出不同的TWR测距算法,并在IEEE802.15.4a标准下的误差模型的基础上,建立新的误差模型,引入新的误差源,如天线延迟,硬件的延迟等等,用新的误差模型对不同的TWR算法的测距误差进行理论推导分析并与原误差模型进行对比,从推导结果来看,ALTDS-TWR算法可以更为有效的减小测距误差。针对不同的TWR算法,通过误差模型,建立不同情况下的仿真环境,更有针对性的分析不同TWR算法的优劣,对比不同TWR算法所产生的误差,与数学推导结果相符,ALTDS-TWR算法相比于其他算法的测距误差是最小的。