改进TWR-TDOA的UWB井下机车定位①

谢晓辉

(安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽 淮南 232001)

0 引 言

TDOA定位方法是一种利用时间的差值来定位的方法。只要测量信号到达监测站的时间，就可以检测信号源的距离。以检测站的位置为中心，距离为半径，就能有效确定信号的位置。改进TWR-TDOA在传统的TWR-TDOA上加了一个T5时间戳，每次数据回传时会估计一个估计值，估计值是根据T4加上延时估计出来的。在牺牲处理器少量的运算时间基础上，提高整个系统的定位精度[1-2]。

1 改进TWR-TDOA算法

在传统的TWR-TDOA上加了一个T5时间戳，每次数据回传时会估计一个估计值，估计值是根据T4加上延时估计出来的。在定位系统中，支持多目标节点和参考节点扫描目标节点，参考节点是主动的，移动节点是被动的。在信号过来是会准确读取T5真实值，是在牺牲处理器少量的运算时间，提高整个系统的定位精度。改进方案时间戳的传播示意图如图1：

图1 改进方案时间戳的传播示意图

其中的POLL，RESP，FINA都是包含时间戳的数据包。

在改进后的TDOA定位算法中，要支持多移动节点，需要基站扫描移动节点的ID区分不同的移动节点，所以基站是主动端，移动节点是被动端。在图1中表述了数据流的走向，在T1时刻移动节点广播发送POLL数据包，当基站在T2时刻收到POLL数据包时经过芯片运行的时间，在T3时刻将RESP数据包再转发出去，当T4时刻移动节点接收到RESP时同样芯片需要时间转发，在T5时刻转发出去作为最后一次通信的标志位，数据包FINAL到达T6。到此硬件的定位算法数据通信完成，但是为了增加精确性。……