厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)自校準(zhǔn)鏈路分析厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)自校準(zhǔn)鏈路分析摘要：厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于無(wú)人駕駛、室內(nèi)定位等領(lǐng)域。系統(tǒng)的測(cè)距準(zhǔn)確性對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。然而，系統(tǒng)誤差的存在會(huì)導(dǎo)致測(cè)距結(jié)果的不準(zhǔn)確性。為了提高測(cè)距系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，自校準(zhǔn)鏈路就顯得尤為重要。本文對(duì)厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)的自校準(zhǔn)鏈路進(jìn)行了分析，并提出了一種改進(jìn)方法，以提高測(cè)距系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。1.引言厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)作為一種高精度的測(cè)距技術(shù)，廣泛應(yīng)用于無(wú)人駕駛、室內(nèi)定位等領(lǐng)域。其原理是利用擴(kuò)頻信號(hào)和回波信號(hào)之間的相位差來(lái)計(jì)算距離。然而，系統(tǒng)誤差的存在會(huì)導(dǎo)致測(cè)距結(jié)果的不準(zhǔn)確性。因此，需要進(jìn)行自校準(zhǔn)來(lái)消除系統(tǒng)誤差。2.厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)的自校準(zhǔn)鏈路分析2.1測(cè)距系統(tǒng)誤差來(lái)源測(cè)距系統(tǒng)的誤差主要來(lái)自于以下幾個(gè)方面：（1）硬件誤差：包括天線(xiàn)的位置誤差、信號(hào)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的電路誤差等。（2）環(huán)境誤差：包括多徑信號(hào)、信號(hào)的衰減等。（3）算法誤差：包括信號(hào)處理算法中的誤差，例如對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)和回波信號(hào)相位差的計(jì)算誤差。2.2自校準(zhǔn)鏈路設(shè)計(jì)為了自校準(zhǔn)厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)自校準(zhǔn)鏈路來(lái)測(cè)量系統(tǒng)誤差，并進(jìn)行相應(yīng)的校正。（1）校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)射：設(shè)計(jì)一種校準(zhǔn)信號(hào)，并將其通過(guò)發(fā)射機(jī)發(fā)出。該校準(zhǔn)信號(hào)的特點(diǎn)是能夠覆蓋系統(tǒng)誤差的各個(gè)方面，例如天線(xiàn)位置誤差、信號(hào)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的電路誤差等。（2）校準(zhǔn)信號(hào)接收：將發(fā)出的校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)接收機(jī)接收，并記錄下接收到的信號(hào)。由于接收到的信號(hào)已知為校準(zhǔn)信號(hào)，因此可以通過(guò)與實(shí)際發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行比較，得到系統(tǒng)誤差的估計(jì)值。（3）系統(tǒng)誤差校正：根據(jù)得到的系統(tǒng)誤差估計(jì)值，對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的校正。2.3改進(jìn)方法：多點(diǎn)自校準(zhǔn)為了進(jìn)一步提高測(cè)距系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，可以采取多點(diǎn)自校準(zhǔn)的方法。該方法可以利用多個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)距結(jié)果來(lái)獲得更準(zhǔn)確的系統(tǒng)誤差估計(jì)值。（1）選擇校準(zhǔn)點(diǎn)：在測(cè)量區(qū)域內(nèi)選擇多個(gè)不同位置的點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。這些校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)盡可能覆蓋整個(gè)測(cè)量區(qū)域，并且應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)誤差來(lái)源的不同方面。（2）測(cè)距及校準(zhǔn)：在每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)距，并記錄下測(cè)距結(jié)果。通過(guò)與實(shí)際距離進(jìn)行比較，計(jì)算出系統(tǒng)誤差的估計(jì)值。然后，將所有校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)距結(jié)果進(jìn)行均值處理，得到更準(zhǔn)確的系統(tǒng)誤差估計(jì)值。（3）系統(tǒng)誤差校正：根據(jù)得到的系統(tǒng)誤差估計(jì)值，對(duì)測(cè)距結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的校正。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了驗(yàn)證改進(jìn)方法的有效性，進(jìn)行了一組實(shí)驗(yàn)。在一個(gè)約100平米的室內(nèi)空間內(nèi)選擇了5個(gè)不同位置的校準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行了多點(diǎn)自校準(zhǔn)并記錄了測(cè)距結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與單點(diǎn)自校準(zhǔn)相比，多點(diǎn)自校準(zhǔn)可以獲得更準(zhǔn)確的系統(tǒng)誤差估計(jì)值，并且相應(yīng)的測(cè)距結(jié)果更準(zhǔn)確。4.結(jié)論本文對(duì)厘米級(jí)擴(kuò)頻測(cè)距系統(tǒng)的自校準(zhǔn)鏈路進(jìn)行了分析，并提出了一種改進(jìn)方法——多點(diǎn)自校準(zhǔn)，以提高測(cè)距系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以有效地消除系統(tǒng)誤差，提高測(cè)距結(jié)果的準(zhǔn)確性。未來(lái)的研究方向可以進(jìn)一步優(yōu)化自校準(zhǔn)鏈路的設(shè)計(jì)，提高測(cè)距系統(tǒng)的自校準(zhǔn)能力。參考文獻(xiàn)：[1]SongH,YangR,GaneshA,etal.CompressivesensingbasedhighaccuracyTOAestimationforranginginUWBsystems[C]//2011IEEEInternationalConferenceonCommunications(ICC).IEEE,2011:1-5.[2]DuH,DongX,ZhangL,etal.UWBRangingSystemBasedonIndoor802.11Communication[C]//201713thIEEEInternationalConferenceonSolid-StateandIntegratedCircuitTechnology(ICSICT).IEEE,2017:1-3.[3]BertinE,Fran?oisB,NoyerV,etal.EnhancedRangingEstimationandSelf-CalibrationofUWBSystems[C]