UWB 定位技術(shù)具有高精度定位特性，經(jīng)常用作室內(nèi)定位場(chǎng)景，UWB測(cè)距模塊可以實(shí)現(xiàn)模塊和模塊之間的精準(zhǔn)測(cè)距，可以實(shí)現(xiàn)1對(duì)1,1對(duì)多或者多對(duì)多的測(cè)距應(yīng)用模式。測(cè)距模塊通信距離可到300米，測(cè)距精度可到10~30厘米。

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術(shù)是一種無線載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。

UWB測(cè)距主要依托于TOF測(cè)距方法，屬于雙向測(cè)距技術(shù)，UWB模塊測(cè)距是通過UWB信號(hào)在兩個(gè)模塊之間來回傳播所用的時(shí)間乘以光速的方式實(shí)現(xiàn)的，具體計(jì)算公式如下圖所示：

距離=TOF*C(光速)

美國聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC從相對(duì)帶寬和絕對(duì)帶寬來對(duì)UWB信號(hào)進(jìn)行定義:相對(duì)帶寬大于20%或者絕對(duì)帶寬大于500MHz的信號(hào)是超寬帶信號(hào)，并設(shè)定了其頻譜范圍為3.1~10.GHZ。

按照移動(dòng)臺(tái)是否與參考基站有時(shí)鐘同步關(guān)系，TOA的測(cè)距方式可以分為兩種:單程測(cè)距(One Way Ranging，OWR)和雙程測(cè)距(Two Way Ranging，TWR)。

(1)單程測(cè)距方式

如果待定位節(jié)點(diǎn)與參考基站間有著共同的時(shí)鐘，那么我們采用單程測(cè)距來計(jì)算兩者之間的距離值。如圖下圖所示，假設(shè)節(jié)點(diǎn)A在時(shí)刻 T0將包含時(shí)間標(biāo)識(shí)的信息包傳遞給接收節(jié)點(diǎn) B，接收節(jié)點(diǎn)在T1時(shí)刻收到該信號(hào)，則兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離為c(T1-T0），其中c為電磁波的傳播速度。

(2)雙程測(cè)距方式

如果參考基站與待定位節(jié)點(diǎn)間沒有共同的時(shí)鐘，那么我們使用雙程測(cè)距來完成，利用收發(fā)雙方往返的時(shí)間差來求解距離。如圖下所示，發(fā)射端A在T0時(shí)刻發(fā)射超寬帶信號(hào)，在T1時(shí)刻接收到該信號(hào)。由此可以計(jì)算出脈沖信號(hào)在兩個(gè)模塊之間的飛行時(shí)間，從而確定飛行距離d，見式（3）：

要獲得良好的定位精度，必須實(shí)現(xiàn)定位節(jié)點(diǎn)與參考基站間完全的時(shí)間同步其作用就是使收發(fā)雙方的時(shí)間步調(diào)相同。但在實(shí)際中，由于存在多路徑環(huán)境的影響，信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中存在噪聲的干擾，導(dǎo)致它很難實(shí)現(xiàn)待定位點(diǎn)與參考基站之間嚴(yán)格的時(shí)間同步，往往存在隨機(jī)時(shí)延。相交的往往不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)區(qū)域，需要采用輔助的定位算法來進(jìn)行目標(biāo)位置的計(jì)算。這樣就使得我們對(duì)高精度時(shí)間獲取非常昂貴，即使非常微小的時(shí)間差值都可能會(huì)導(dǎo)致百米的距離誤差。雖然雙程測(cè)距能夠避免待定位節(jié)點(diǎn)和參考基站之間的時(shí)間差值，但是信號(hào)需要在定位點(diǎn)和參考基站之間往返兩次，這就累加了信號(hào)傳播過程中的誤差，降低了定位的精度。所以，基于TOA 的定位方法在實(shí)際當(dāng)中并不經(jīng)常使用。