室内定位TDOA-UWB实现无线同步的一种方法

定位中，如采用TDOA方式进行坐标解算，UWB基站间就需要进行时间同步，时间同步可以采用有线同步或无线同步；

找到一篇论文中，对无线同步有着巧妙处理，特写博客记录一下。

 

UWB定位系统由 基站（Anchor node）、参考基站（Reference node）、标签（Tag）和服务器组成；

基站和参考基站都部署在空间中已知点坐标上，标签进行定位流程如下：

结合上图，步骤如下：

（1）：标签T在定位空间中进行广播一次（发任意数据都可以）；

（2）：定位空间内的基站和参考基站处于接收状态，都可以对步骤（1）的广播数据进行接收，所以各个设备都会触发产生一个接收时间戳tp1、tp2、tp3；

（3）：参考基站接收到广播后，转换工作模式为发射模式，在固定延时后（TD1，自己设定）也进行广播一次R1内容（广播内容与标签T的可以区分就可以了，发任意数据都可以）；基站接收到（2）的广播后工作模式不变，还是处于接收模式；

（4）：步骤（3）中参考基站广播数据后，所有的基站都会接收到R1内容，从而触发产生接收时间戳,t2和t3为到达时间，对于基站和参考基站已经在定位空间中部署好后（相对距离不变），t2和t3就为已知了；

（5）：参考基站进行R1内容广播后，在固定延时（Tref）后再进行广播R2内容一次；

（6）：所有的基站又会接收到R2广播；定位结束；

 

对于基站而言，接收到广播的时候都能产生一个时间戳，所以tm2、Tref2、tm3、Tref3都为已知的测量值；t2和t3也为已知，因为基站和参考基站部署好后，相对距离不变，到达时间也不变；

 

下面是TDOA计算过程：

TDOA21 = tp3 - tp2 = tm2 - tm3 + t3 -t2            

对于tm2、tm3不能直接用测量值，需要进行校准：

上式中tm2_m为测量值；Tref_n还需要进行滤波：

 

至此，算法结束；