课程：

• 1、什么是仅差定位法？
• 2、那种在军事上用钟来指示方向的定位法怎么用？？
• 3、uwb中涉及的算法有哪些
• 4、TOA TDOA RTOF的区别
• 5、地震双差定位原理
• 6、如何利用时差原理进行目标定位？

什么是仅差定位法？

一维线定位法传感器布置的一般形式。设声发射信号从声发射源Q到达传感器 的时差为△t，声速为C，则 离两个传感器距离差相等的轨迹为一条双曲线，声发射源位于双曲线上的某一点。

那种在军事上用钟来指示方向的定位法怎么用？？

就是说把手表水平放在自己的前方，把12点的方向指向正前方。12点方向就是前方，6点方向是后方，9点方向是左边，3点方向是右边

比如 11点钟方向就是自己的正前方稍靠左点的方向

uwb中涉及的算法有哪些

超宽带UWB定位的三种常用定位算法，包括TDOA定位算法、TOF定位算法、TOA定位算法。

（一）TOF定位算法

基于TOF的定位方法与基于TOA的定位方法在本质上是相同的，而TOF测距不依赖基站与标签的时间同步，故没有时钟同步偏差带来的误差，但TOF测距方法的时间取决于时钟精度，时钟偏移会带来误差。为了减少时钟偏移量造成的测距误差，通常采用正反两个方向的测量方法，即远端基站发送测距信息，标签接收测距信息并回复，然后再由标签发起测距信息，远端基站回复，通过求取飞行时间平均值，减少两者之间的时间偏移，从而提高测距精度。

（二）TDOA定位算法

基于TDOA的定位方法又称为双曲线定位，其原理是通过测量UWB信号从UWB标签到两个UWB基站之间传播时间的差值，得到UWB标签到两个UWB基站之间的固定距离差。TDOA算法是对TOA算法的改进，它并不是直接利用信号到达时间，而是利用多个UWB基站接收到信号的时间差来确定移动目标的位置。因此与TOA相比并不需要加入专门的时间戳来进行时钟同步，定位精度相对有所提高。

（三）TOA定位算法

TOA定位算法即“到达时间”，这种方式定位是通过UWB基站和UWB标签之间的多次通信实现的，实际应用中为了更加靠谱，往往不仅仅是利用两次通信来测距，还会有更加复杂的多次通信来提高精度。

对于空间定位，只需要利用SX（球面相交法）便可以得出最后的坐标。

可见，为了一次定位，每个UWB基站和UWB标签之间要进行两次通信，故又将这种定位方式称为“Two-way-ranging”，简称“TWR”。这种定位的优势在于其实现的便捷性和对硬件的宽容，只需要有几个摆放在不同位置的UWB基站和一个UWB标签便可进行定位，缺点首先自然是定位速度了，其次，由于每次通信的质量无法保证，而一对UWB基站/UWB标签又无法做自我的校准，精度自然也会受到影响。

TDOA即“到达时间差”，这种方式的一次测距是由两个UWB基站和一个UWB标签实现的。在这种模式下，多个时钟完全同步的UWB基站同时接受来自一个UWB标签的包，对于不同位置的UWB基站，同一个UWB标签的同一次广播包到达的时间是不同的，所以便有有以下算法：

1、UWB标签发出一个广播包。

2、 两个UWB基站接收到同一个包，UWB基站1接收到的时间为T1，UWB基站2接收到的时间为T1。

3、计算时间差Td = T2 - T1。

4、对于至少四个UWB基站，可以得到三组这样的两两之间的信息。

5、通过数学方法（multi-lateration）可以解算出UWB标签的空间坐标。

由于算法比较复杂，这里不再赘述。由此可见，TDOA的优势首先在于一次定位的通信次数显著减少，其次由于是用时间差而非绝对时间进行测距，其精度也比TOA高出一些。但要保证TDOA系统中各个UWB基站的时钟必须严格同步，SKYLAB/95POWER的UWB定位系统方案基于TDOA定位算法，根据现场不同的定位环境，精度误差在10厘米-30厘米。UWB定位方案和硬件广泛应用于隧道、变电站、电厂、监狱等场所人员定位。

TOA TDOA RTOF的区别

我发现这个website，它解释了这种差异。但是因为英语不是我的第一语言，所以我不确定我是否理解正确

据我了解，ToA：设备(例如)发送带时间戳的信号。我知道无线电信号有多快，因此可以计算到达基站的时间与传输中的时间戳。 TDoA：设备向多个基站发送信号。那些电台有一个同步时钟。现在距离是根据两个基站到达时间之间的差值来计算的

TOA(Time of Arrival)即到达时间定位法。TDOA（Time Difference of Arrival）即到达时间差定位法。两者都是基于电波传播时间的定位方法。需要同时有三个位置已知的基站来协助定位。TOA基本原理是得到3个达到时间后，可以算出设备到三个基站的距离，然后根据几何只是建立方程组并求解，从而求得Location值。TDOA则不立刻求解距离，而是先计算时间差，然后通过一些巧妙的数学算法建立方程组并求解，从而得到Location值。由于TOA计算完全依赖于时间，对系统的时间同步要求很高，任何很小的时间误差都会被放大很多倍，同时由于多径效应的影响又会带来很大的误差，因而单纯的TOA在实际中应用很少。DTOA由于其中巧妙设计的求差过程会抵消其中很大一部分的时间误差和多径效应带来的误差，因而可以大大提高定位的精确度。由于DTOA对网络要求相对较低，并且精度较高，因而目前已经成为研究的热点。

地震双差定位原理

地震双差定位原理：由于使用的是实测数据，产生误差必不可免。为获取准确的地震时空参数，对方程的求解须分两步进行：第一步属初定位，即是对该方程组（超定方程组）进行求解；第二步是对初定位结果进行修定。

设有四个以上子台观测到了某次地震P，S波的到时，各台的到时差为（TS-TP）i，在直角坐标系中的坐标为（xi，yi），震中坐标为（x，y），震源深度为h，则震源球面方程为固体地球物理学：地震学、地电学与地热学式中：vφ为虚波速度；i＝1，2，3……n。显然x，y，h和vyx为待求参数。

同步观测值求差

这一方法是利用在两个或多个观测站一同，对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量的影响，具有系统误差性质，所以通过上述求差的方法，可以明显的减弱卫星轨道误差的影响，尤其当基线较短时，其效用更不明显。这种方法对于精度相对定位，具有极其重要的意义。

如何利用时差原理进行目标定位？

时差定位系统至少需要由3个侦察站组成，其中一个是主站，两个是辅站。辅站把接收到的雷达信

号传送到主站，由主站测量出雷达脉冲传播到辅站和传播到主站花费的时间之差。这个时间差反映了雷

达到这个辅站和主站的路程之差。每一个辅站和主站测到一个时差，就能画出一条双曲线轨迹，雷达必

定在这条轨迹之上。两个时差确定的双曲线轨迹的交点就是雷达的位置。新的时差测量方法是在各个主、

辅站分别测量脉冲的到达时间，再把辅站的数据收数字通信的方式传到主站，各站酣时钟要通过全球定

位系统一类的统一时间校对一致。采用数字传输有很多优点，其中一条是可以避免脉冲传输过程中附加

进干扰，因此系统的整体性能将更好。

由于脉冲到达时间差测量可以达到几纳秒到十几纳秒的精度，而且时差定位对距离远近的敏感程度

小于测向交叉定位，所以时差定位可以获得比较高的定位精度。时差定位误差也与雷达所在位置有着密

切的关系，在主辅站联线，包括延长线附近，三站系统几乎无法正常定位。主辅站的配置也影响着定位

的精度。主辅墙间的距离也称基线，基线越长，定位精度越高,两基线间的夹角一般在120o-150o为宜。

从以上两种定位方法可以看出，无源定位无非是利用观测量在平面坐标系中画出观测量轨迹曲线，

两条测量轨迹曲线的交点就是要找的辐射源位置。如果在立体空间中定位，就需要用三个测量曲面来确

定交点。