TWR 的结构性局限与 ORBRO 基于信号处理的应对

TWR (Two-Way Ranging) 具有结构简洁、无需时间同步且可在终端直接计算距离的特点。然而，如果不经信号精炼而直接基于单一往返时间 (RTT) 算出距离值，在室内环境中将面临多重局限。 基于 UWB 的 TWR 使用 6~8.5GHz 频段的高频信号。该信号极易被墙壁、柱子、地板、天花板等室内结构反射。在非视距 (NLOS) 环境中，经反射路径到达的信号被纳入运算，导致距离值骤变或畸变。由于依赖单帧距离值的结构特性，这种环境噪声会直接导致距离值的不稳定。 ORBRO 针对这些结构局限，并非采用简单的后处理或平均化方式，而是基于质量重新设计了距离运算的整个过程。我们将从信号接收到距离输出的流程分解为四个核心运算结构，在各阶段插入定量标准和异常处理结构，从而同时确保距离运算质量的一致性和稳定性。

创建精确距离的 6 步运算流： 从信号到坐标，ORBRO TWR 的工作方式

ORBRO 的 TWR 系统超越了简单的 RTT 计算结构，设计了多阶段信号处理结构以确保距离测量的可靠性和运算质量。每个阶段都会定量评估接收信号的质量，并稳定控制直到输出距离值的全流程。

可靠性由数据证明： ORBRO TWR 的定量性能比较

在实际运行环境中的性能最终由数据评估。基于 UWB 的 TWR 技术理论上精度很高，但易受反射和 NLOS 影响。ORBRO 通过重新设计整个运算过程克服了这些局限。本章通过定量指标确认 ORBRO TWR 系统在实际环境中的精密性。

1. 平均距离误差 (cm)

平均距离误差是实际距离与测量值之间的差异。ORBRO TWR 在接收阶段应用 SNR 滤波防止中心值畸变，将平均距离误差降低至 20cm 水平，比传统方式提升了约 60%。

2. 距离输出稳定性 (%)

距离输出稳定性是指连续距离值维持在基准偏差 (±10%) 以内的比例。ORBRO 应用距离收敛结构和连续性补偿算法，在 96% 以上的帧中维持稳定的距离值。

3. NLOS 条件下的距离畸变率 (%)

在非视距 (NLOS) 环境下距离值被测得过长是典型畸变。ORBRO 通过自动剔除反射距离算法将畸变率抑制在 4% 以下，比原有系统改善了约 4.5 倍。

4. 时轴距离不连续发生率 (%)

距离值在时轴上骤变会降低坐标估计的可靠性。ORBRO 通过卡尔曼滤波等算法将不连续发生率降低至 2% 水平。

5. 距离噪声抑制率 (%)

距离噪声抑制率是指剔除不达标样本的比例。ORBRO 确保平均 93% 以上的有效距离样本，提高了整体运算可靠性。

减少距离测量的波动性， 完善定位的可靠性。

TWR 结构简洁且能独立运算，但在室内环境中存在噪声和反射等局限。ORBRO 将距离运算结构化为“质量可控的运算流”解决了这一问题。没有精确的距离计算，就没有可靠的定位。ORBRO 从每一个距离值开始进行系统化设计，在技术上完善了 RTLS 运行的精密性和一致性。