随着物联网时代的到来,人们的工作和生活场景逐渐转向室内,对室内定位的需求日益增强。UWB技术凭借其测距精度高和穿透性强等特点,在室内定位领域得到广泛应用。但在存在遮挡的非视距环境中,其测距精度会出现偏差,定位效果会大幅下降。本文的主要研究内容是针对存在遮挡的室内环境,对存在异常的测距信息进行检测,设计一套可以保持精度的UWB定位系统。首先,本文概述了 UWB的相关理论。通过和常用无线定位方式对比,得出了 UWB技术在室内定位中的优势。其次,研究了无线定位技术的模型,对各自的特点进行了比对,分析了各模型的适用场景。结合本课题的实际需要,对定位算法部分进行了重点研究并比较了各算法的定位性能。然后,针对室内环境的应用场景,对定位误差进行了分析。针对测距误差,对标准的飞行时间测距法进行改进,采用改进的双边双向测距法减少时钟同步和硬件晶振的干扰。针对环境误差,设计了协同定位和卡尔曼滤波组合的解决方案,利用自适应卡尔曼滤波器的新息值作为检测标准,完成对测距信息的检验和修正,从而保证系统的定位效果。仿真结果表明,该方案保持了较高的定位精度,同时对存在异常的测距信息进行了识别,相比于只利用原始测距信息的常规定位算法,其平均定位误差下降了 70%。最后,针对本课题的研究内容开发了相应的定位系统。硬件将采集的信息进行汇总,以数据帧的形式通过串口传输到上位机软件。上位机通过从串口获取硬件的数据进行解算,实现了包括位置计算、实时定位、异常检测和数据存储等功能。设计实验对系统进行测试,视距环境下,定位精度保持在10cm;非视距环境下,其平均定位误差保持在20cm,解算轨迹与实际路线基本一致,可以满足室内定位系统的需求。