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基于TDOA的双基无源定位方案
基于TDOA的双基无源定位方案
无源定位技术是一种利用被测对象本身所发射的信号来获取其位置信息的技术。与GPS等主动定位技术不同，无源定位技术不需要直接向被测对象端发射控制信号，取而代之的是对其发射信号进行采集并对其时间信息进行处理，从而推算出被测对象的位置。
无源定位技术主要有基于TOA（TimeofArrival）、TDOA（TimeDifferenceofArrival）和RSS（ReceivedSignalStrength）等三种方式。其中，基于TDOA的无源定位技术在可用性、精度和设备复杂度等方面都有较好的表现，因此备受研究者的关注。
在TDOA无源定位技术中，通过获取两个或多个基站所接收到的被测对象的发射信号到达时刻之间差值（即时差），进而推算出该被测对象的位置。一般而言，采用两个基站的TDOA无源定位系统被称为双基无源定位系统。
实现双基无源定位系统的核心在于时差计算。根据波的传播速度及信号发射到接收之间的时间差，可以计算出信号的TDOA。由此，双基无源定位系统需要对信号的到达时间进行精确测量，并计算出两个基站之间的差值。
精确的信号到达计算主要有两种方式：一是通过硬件同步，即两个基站共享时钟信号，确保信号采集时间的同步性；二是利用一些特殊的信号结构，例如脉冲信号、扩频信号等，通过匹配算法进行信号到达时间的精确计算。
在信号到达时间被测量之后，计算时差也有多种方式。基本思路是利用某种方法计算出两个信号到达基站的时间差，然后根据信号传播速度计算出两个信号源的空间位置差值。比较传统和常用的方法是圆定位法，该方法假设两个基站之间存在无阻碍传输的信号路径，从而利用所测得的时差计算出位于两个基站之间的信号源的位置。同时，龙虎定位法（Dragon-TigerLocation）等多项式解调方法，也可用于实现时间差测量和无源定位系统中的位置解算。
在双基无源定位系统中，定位精度与多个因素有关。其中，最主要的因素是基站之间的距离。当基站之间的距离较远时，定位误差会呈指数形式增加。同时，双基无源定位还受到信号传播路径的影响，无线信号在传输过程中，会因为多种原因（例如反射、衍射和折射等）而发生改变，从而导致到达时间的不精确性和误差的存在。
总的来说，TDOA无源定位技术是一种非常有前景的无线定位技术，其可以通过硬件同步和信号结构等方式来获得更加精确和可靠的位置信息。在实际应用中，双基TDOA无源定位系统可以用于室内导航、人员追踪、物品跟踪等场合，并且与GPS等其他无线定位技术相比，具有更小的设备复杂度和单位成本。然而，在基站间距离的远近、信号传播路径等因素的影响下，需要对信号采集和计算算法进行优化和改进，进一步提高TDOA无源定位技术的可靠性和精度。