现如今,我国人口老龄化愈发严重,空巢老人数量与日俱增,老人们趋向选择机构养老,然而传统的机构养老模式无法实现对老人的实时监护,智慧养老成为必然趋势。所谓智慧养老是指借助物联网、可穿戴技术与移动技术等为老人提供实时、高效、智能的养老服务。在这一模式中,精确、实时地掌握院中老人活动的位置信息是服务开展的基础,因此需要研制高精度、高容量、高动态、高可靠性的智慧养老院人员定位系统。本文针对上述需求,开展基于TDOA被动测量的UWB定位技术研究。为提升定位性能,研究了高精度无线时间同步技术和定位数据处理技术。此外,给出了定位系统总体设计方案,定制了系统硬件平台。最后,搭建实验平台以验证定位系统的有效性。本文主要工作包括:1.对比了现有的人员定位技术和定位原理,确定采用UWB定位技术并选择基于TDOA测量的定位机制,针对TDOA定位中建立的双曲线方程组求解难的问题,提出使用Chan算法获得初值并通过泰勒级数展开获取更优的位置估计结果,估计误差可以达到CRLB。2.针对定位系统工作中对于高精度时间同步的需求,对比分析了参考广播同步机制(RBS)、传感器时间同步算法(TPSN)和泛洪时间同步协议(FTSP)的同步精度,折中选取TPSN作为本系统时间同步方法,算法复杂度低,同时保证了较高的同步精度;然后针对动态定位过程中存在定位数据偏差大的问题,研究了航迹修正算法,可以在线抑制野值,进一步提高了滤波精度,提升了系统可靠性。3.针对养老院的人员定位需求,提出了基于TDOA被动测量的定位方法,设计了系统总体方案,包括系统框架设计、系统组网设计、定位工作流程设计、定位设备硬件模块和软件架构的设计等,最终研制出智慧养老院人员定位系统,可以实现高精度,高容量和高动态性的定位效果。以上工作,已通过在室内复杂环境下开展的对人员静态位置测量、航迹测量、系统定位容量测试、电子围栏越界报警功能测试实验,验证了本系统可以达到静态定位精度优于15cm,动态定位精度优于20cm,定位容量大于200的优良性能,同时可实现电子围栏越界报警功能,对于解决养老院中对老人的智能安全监护防护问题具有十分重要的意义。