基于现代科学技术的快速发展和进步,以及工程建设的实际需求,精密测量技术的应用在许多领域都得到了体现,尤其是精密测距技术以及高精度的时间同步技术的应用。在军事领域,需要高精度的测距技术来确定导弹的运行轨迹;在无人机协同作战领域,需要确定各个协同作战单位的相对位置并统一作战时间。随着全球卫星导航系统的广泛应用,越来越多的工程选择该系统来进行时间同步,而在军事领域,过分依赖该系统,很容易导致失去战争的主动权;在无人机协同作战领域,一旦作战环境不利于该系统发挥作用,则很可能导致任务失败。因此本文介绍一种测距和时间同步技术——双向单程测距（Dual One-Way Ranging,DOWR）技术,该技术可以不借助卫星导航系统,仅通过终端之间的信息传输系统,完成终端之间的测距和时间同步。同时本文引入了载波相位平滑伪距算法,用来进一步提升系统的测距精度。本文的主要研究内容就是基于FPGA开发平台以及DOWR技术设计并实现一种双向测距和时间同步（Dual Ranging and Time Synchronization,DRTS）系统,同时利用载波相位平滑伪距算法提升该系统的测量精度。在绪论部分,首先介绍一下该课题的来源、背景和意义,然后介绍一下课题相关方面以及相关技术的国内外研究现状,最后介绍一下本论文重点研究内容和结构安排。在理论分析部分,首先介绍了DOWR技术原理,然后分析了该技术可能引起误差的几个方面。为了消除或者降低这些误差,进一步引入了直接序列扩频通信系统,并简单介绍该系统的基本原理。最后介绍了载波相位平滑伪距算法的基本原理,以及利用该算法提升测距精度的算法模型。在硬件实现部分,本文首先结合应用环境和参数指标,介绍了硬件实现平台,然后依次实现发射端和接收端,包括帧结构的设计、信源产生、扩频调制、载波调制、数模和模数转换、伪随机码同步、载波同步和跟踪等模块,完成了双终端之间的数据交互。最后实现了载波相位平滑伪距算法模块,用于降低伪码测距值的误差。在系统性能分析部分,系统首先进行了数据处理,从接收端解调的信息中提取出时间和载波相位信息,然后进行设备时延标定,接下来就是对该系统的性能验证,主要是验证测距和时间同步的精度,然后利用载波相位平滑伪距算法对伪码测距值进行平滑,并进行精度对比,最后得出结论。