随着定位技术的发展与普及,位置信息已经成为人们日常生活、工作中必不可少的一部分。如今,卫星定位已经相当成熟,可以满足绝大部分定位需求,为人们的工作、生活提供了极大的方便,但是在面对像变电站这种环境下的厘米级定位需求,卫星定位仍无法胜任。变电站工作人员以及大型巡检时期参与巡检工作的外来工作人员需要在变电工区这种高危环境下进行工作,如何高效、安全地对所有身处变电工区的工作人员进行精确定位、统一指挥,保障巡检工作的安全进行成为了现代化变电站的一项基本需求。超宽带技术具有较强的抗干扰能力,定位精度高,非常适合偏远变电站环境下的厘米级定位需求。在此背景下,本课题研究了基于超宽带的变电站人员定位技术。本文以变电站环境下的工作人员为定位研究对象,运用超宽带定位技术实现对工作人员的远程监控和指挥,防止工作人员误入危险区域进行危险操作,从而保障变电站的安全运行。为了提供更好的定位性能,减少定位过程中容易产生的一些误差,本文做出了一些针对性的改进与优化。针对产生测距误差的影响因素之一时钟漂移进行了相关研究,建立了时钟误差模型,提出了基于SDS-TWR测距的无线时钟同步算法,进一步保证系统的时钟精度;考虑到定位对象的为移动中的工作人员,为了保证定位信息的跟随性,引入了无迹卡尔曼滤波算法对定位过程中出现的轨迹断续、跳变问题进行了改善;针对系统可能存在的容量扩展需求,以及数据冲突问题进行了相关研究,最终利用TDMA技术在软件层面做了多目标扩展以及防碰撞设计;为了避免因为故障基站、非视距传播产生的错误测距信息对系统整体定位精度的影响,提出了基于残差加权的最小二乘故障检测与剔除算法;为了增强系统的实时性,减小位置估计解算复杂度,研究并提出了一种快速初值算法,并在定位程序上使用改进的快速初值算法为泰勒定位算法提供初值,有利于降低程序复杂度,提高定位刷新速率。经过相关算法研究与仿真,软、硬件平台设计,最终在室外进行了实验验证以及在实际现场进行了相关测试。仿真结果和实验结果表明,本文所研究的算法以及系统设计在一定程度上提高了位置解算效率,保证了定位轨迹的跟随性,增强了系统稳定性,满足了实际变电站环境下的定位需求。