TOF定位技术

TOF测量：所谓 TOF，就是飞行时间，又称作 RTT（Round-Trip Time，往返时延），飞行时间乘以光速就是两个基点之间的距离。测距过程如下如所示。

TOF 测距理论分析指出，TOF 的测距误差是由节点之间时钟频率偏差和收发应答时间的乘积确定的。收发应答时间越长，TOF 测距误差越大。同时由于 TOF 测距对收发应答时间十分敏感，在 TOF 测距的过程中， 必须保证信道的优先接入，因此 TOF 测距过程中的信号收发不能被中断，势必会降低测距节点的容量和测距过程中的信号收发不能被中断，势必会降低测距节点的容量和 TOF  测距的刷新频率。

TOF 测距理论分析指出，TOF 的测距误差是由节点之间时钟频率偏差和收发应答时间的乘积确定的。收发应答时间越长，TOF 测距误差越大。同时由于 TOF 测距对收发应答时间十分敏感，在 TOF 测距的过程中， 必须保证信道的优先接入，因此 TOF 测距过程中的信号收发不能被中断，势必会降低测距节点的容量和测距过程中的信号收发不能被中断，势必会降低测距节点的容量和 TOF 测距的刷新频率。

从几何上来看，如果得到了节点到多个基站之间的 TOF，就能够实现节点的定位，节点必然在多个圆的交点上。但是在实际情况下，由于所有的节点和基站是共享信道的，因此节点到各个基站之间的 TOF 必然是依次测量的，如果在和各个基站进行往返测距的过程中，节点的位置发生了快速移动，定位就会发生较大的偏差如果在和各个基站进行往返测距的过程中，节点的位置发生了快速移动，定位就会发生较大的偏差，如下图所示。

TOF 测距是需要一系列控制机制来完成的。首先节点需要发现有哪些基站可以利用，然后进行信号收发往返测距，并且把本地测量的时间戳信息通过定位基站传输到定位服务器。如果有4个基站可以利用，则在与四个基站测距的过程中，不能被其他信息中断，这样会更进一步和 降低测距节点的容量和 TOF测距的刷新频率。采用 DW1000 UWB 定位系统，位置刷新率在定位系统，位置刷新率在 1  次/ 秒条件下，能够同时容纳 8个以上的节点已经算是理想了。

TOF 定位方法还有一个十分致命的问题，就是组成大规模网络过程中的“隐藏节点问题”。如下图所示。两个标签节点不能互相通信，但是基站 3 和基站 4 同时需要参与两个标签节点的测距，由此会带来竞争，需要专门的协议来处理这一问题，无论采用什么样的协议，先不论其复杂程度，最终导致节点测距刷新率降低却是确定无疑的。因此在用大规模范围内使用 TOF定位方法是十分不现实的。

采用TOF的定位系统中，DW1000 的UWB就只能够用作定位了，已经不可能用于通信，因为通信信号发送的优先级要低于TOF测距信号，传输时延是没有保证的。