井下机车能够有序、安全的运行,离不开调度系统的配合,对调度系统来说,要提高其工作效率和安全性,关键问题是如何实现机车的精确定标,即获得机车在轨道上的精确一维坐标。UWB(ultra wideband)作为一种新型的通信技术,具有较高的时间分辨率,能够实现精确测距,借助其精确的测距结果能够实现精确定标,而目前的基于UWB通信技术的测距算法在性能上有待提高,并且,现有的一些定标方法不能保证较高的定标精度,同时易受到井下环境的干扰。因此,制定一种基于UWB通信技术的井下机车定标方法具有很大的研究价值和现实意义。本文针对上述现状,做出了理论和实际两部分的研究工作:1、提出了一种适用于UWB信号的基于动态阈值检测的信号到达时间(time of arrival,TOA)估计算法,从而提高UWB测距精度。该算法通过对接收方收到的匹配滤波输出脉冲进行峰值检测,确定直达单径(direct path,DP)的检测区间;并且设定了一个能够反映出信号和信道特性的联合度量参数,根据该参数的不同设置相应的最佳阈值因子;最后在检测区间中通过阈值检测搜索DP精确位置对应的时刻,得到TOA的估计值。在IEEE802.15.4a标准信道仿真环境下将估计结果与传统的TOA估计方法进行了比较,结果表明,本文所提算法适用于不同信噪比和延时特性的信道,并且能够兼顾运算复杂度与算法精度。2、研究了基于UWB通信的井下机车定标技术,研制了以DW1000为核心模块的定标收发节点,并搭建了井下机车精确定标系统。首先给出定标系统的结构和功能,然后阐述了系统中UWB通信的精确定标原理,并对原型系统进行了验证。鉴于井下实际场景的限制,分别在室内办公室、办公楼楼道和开阔的操场三种环境下,做了DW1000模块测距精度验证工作,实验结果表明,在以上三种场景下,模块的测距误差均控制在10cm左右。