[发明专利]一种基于UWB SS-TWR的精确测距方法

权利要求书

1.一种基于UWB SS-TWR的精确测距方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤S1：对接收的数据进行匹配滤波处理；

步骤S2：匹配滤波后的数据与本地序列进行互相关计算处理，得到最佳采样点索引；

步骤S3：根据最佳采样点索引，进行数据下采样到目标采样率；

步骤S4：对下采样后的数据以组为单位进行抽取并计算；

步骤S5：对步骤4计算结果进行线性拟合，根据拟合结果判断时钟偏差方向与时钟偏差大小；

步骤S6：利用先验信息对计算的时钟偏差进行修正，在步骤S6中，先验信息为数据包估计的时钟偏差值，时钟偏差进行修正公式如下：

Δt(N)＝Δt(N-1)+k(N)*(Δt_est(N)-Δt(N-1))

其中，Δt(N-1)为时钟偏差的先验信息，k(N)为第N个数据包的增益系数，Δt_est(N)为第N个数据包计算的时钟偏差，Δt(N)为第N个数据包修正后的时钟偏差；

步骤S7：利用修正后的时钟偏差对传播时间进行修正，并利用修正后的传播时间实时计算出锚定点与移动标签之间的距离；

在步骤S7中，

传播时间修正公式如下：

其中，T₁(N)为锚定点发送第N个数据包的时刻，T₂(N)为移动点接收锚定点第N个数据包的接收时刻，T₃(N)为移动点第N数据个包的发送时刻，T₄(N)为锚定点接收移动点第N数据个包的时刻，Δt(N)为第N个数据包的时钟偏差值；

锚定点与移动标签之间的距离计算公式如下：

d＝c*t_p(N)

其中，d为锚定点与移动标签之间的距离，c为光速。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB SS-TWR的精确测距方法，其特征在于，步骤S2具体为：

互相关计算公式如下：

其中，D_corr(t)为互相关结果，x(t)为匹配滤波后的数据，s(t)为本地序列的IQ两路数值，τ为互相关峰值点的时间，M为本地序列的数值个数；

即对于最佳采样起始点为互相关峰值点，最佳采样索引为以最佳采样起始点开始等时间间隔的索引。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB SS-TWR的精确测距方法，其特征在于：在步骤S4中，

抽取过程如下：

以符号为周期，每个符号周期产生一个互相关理论峰值，在互相关理论峰值前后各抽取一点，将这两个点分为一组；

计算过程如下：

在同一组的两个点数据取绝对值，后一个点数据的绝对值与前一点数据的绝对值的差值为计算结果。

4.根据权利要求3所述的一种基于UWB SS-TWR的精确测距方法，其特征在于：在步骤S5中，通过最小二乘法或递归最小二乘法对步骤S4的计算结果进行拟合，拟合的结果为斜率，其中斜率的绝对值与时钟偏差的大小正相关，斜率的极性代表时钟偏差的方向。