最近关于TDOA技术与应用，前面已经发了两篇推文，虽然其中也提到了对精度影响的多种因素，但受限于篇幅，没有形象的图片展示，还是有不少朋友来找小编讨论其精度的影响因素，今天再发一篇简短的推文，直观地分享一下接收机地理布局与信号带宽对TDOA定位精度的影响。

那为什么要分享这两点呢？而不是大家都知道的时间精度、位置精度？原因很简单：

(1)这两点都是一个TDOA定位系统的外在因素；

(2)这两点同时也是关键的决定性因素；

这两个因素有任意一个不满足，别说精度，系统可能就撂挑子，定不了位啦。

就像我们曾经分析一台接收机能收多远一样，一个决定性的外在的条件就是发的信号强度，若抛开发信强度谈接收距离是耍流氓，那么抛开地理布局与信号带宽谈TDOA定位精度也是。

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接收机地理布局的影响

   

图1显示的是基本的误差机理，在该图中，在均匀间隔的时间差范围内，画出了适用于全部三个接收机的双曲线。

图1 地埋布局对TDOA影响的展示

在这些条件下，阴影区表示使用全部三个接收机对由单位的时间偏移限定的不确定区，由图可以容易地观察到在这个特殊的接收机布局的中心附近准确度最高，在由这三个接收机定义的三角形区域的外面，准确度下降，在直接位于“接收机”后面的区域内准确度明显下降。在适当超出这三个接收机所定义范围的区域，双曲线趋于相互并行，这样TDOA系统只能测试类似于方位线的东西。

图2 很差的接收机布局，可定位的区域极少

为了利用现有的接收机地点和其它基础设施，常常有意对定位的准确度取折衷，图2显示的是成直线的几何形状，采用这种几何形状，准确度通常会很差，定位系统也无法区分接收机连线左边的信源和右边的、相对于接收机垂直连线的镜像信源。

关于sinc函数我们之前也讲了不少，时域和频域之间的相反关系很好理解，如图3所示，频域内宽的矩形形状转换为时域内窄的sinc形状，频域内较窄的矩形形状产生一个较宽的sinc时间脉冲，带宽较宽的信号可以得到更高的精度定位。

图3 频域带宽与时域特征之间的关系

说人话就是，信号既然是基于时间差定位，目标信号就必须要有很好的时间特性，若信号时域平坦一片（如图3右下角），那任意时刻都一样，那就测量不出来时间差了。

众所周知，测量的时间差就决定了定位误差。为了验证信号带宽的影响，我们利用祯仪的TDOA演示软件+两台ZY11-CH-ML，对两个不同带宽的信号进行了“零时差”测试：

(1)用信号源输出频率4GHz，调制频偏分别为1kHz，1MHz的FM调制信号；

(2)信号经由功分器，直接灌入两台ZY11-CH-ML接收组件相应天线端口，如图4；

图4 测试硬件实物图

(3)用测试软件，分别测试在这两种情况下的时间差。测试结果如图5、图6；

图5 小带宽信号时差测试，0时差为800ns左右

图6 大带宽信号时差测试，0时差为20ns以内

实验表明，在各方面采集与运算条件都一样的情况下，小带宽信号会让时间差测量波动增大、误差急剧增大，而较大的信号带宽可以让时差接近理论值（20ns已经是GPS模块的设计值）。试想一下，假如对一个单载波信号进行时差测试（或者TDOA定位）会是什么效果呢？

TDOA无线电定位技术固然有很多优点，但其定位效果强依赖于未知的被测信号自身带宽，依赖于其与监测网络之间合理的地理位置关系，二者同时满足，缺一不可，这也是不争的事实。

每种技术手段都有其适应的条件，就无线电而言，TDOA，AOA、信号解码等结合使用；就具体应用而言，无线电与雷达、光电、物理杀伤等手段结合使用，不能过于神化某一单一技术手段，提高解决问题的综合能力才是王道。

✍✍注：部分素材参考ITU相关资料