先进测距理论与原理“，
通过利用LoRa®物理层的独特特性，SX1280 LoRa调制解调器可以提供远程数据通信和往返飞行时间(RTToF)距离测量(Semtech公司)．本文提出了一种新的距离测量操作模式。这个新模式被称为各种先进的．
与主动交换时间信息不同，高级测距允许我们被动地偷听测距交换。这一特性既可以获得额外的位置信息，也可以在传感器网络环境中获得更高的容量。
为了理解高级测距是如何工作的，以及这些好处是如何实现的，我们首先重新检查传统的RTToF测距。
不等
RTToF测距的基本原理如下图所示。在第一个图中，测距请求从测距主服务器发送到测距从服务器。在Master传输其请求的同时，它还启动了一个内部计时器。
无线电波以光速传播，如果在范围内，将在波从主站传播到从站的时间内到达并被测距从站接收，T女士．
左边的图像显示了Master，米，和奴隶，年代．右边的图像描述了主服务器发出的测距请求到达从服务器的瞬间快照。(我们将在整个解释过程中遵循这些惯例)。
图1:RTToF原理:测距请求
在配置良好的系统中，所有的处理延迟都被校准为[1][2]。这意味着我们可以将从服务器视为一个主动应答器，重新传输同步版本的测距请求。这种测距响应需要时间(TSM)从Slave传播回Master, Master已经计时往返Slave的往返延迟。
图2:RTToF原理:测距响应
从主服务器传播到从服务器，然后再传播回来，遵循相同的物理路径，这意味着往返延迟表示从主服务器传播到从服务器所花费的时间的两倍。因为我们知道无线电波是以光速传播的，所以时间和距离是相等的。因此，测距测量的输出是一个距离，表示我们可以期望定位Slave的半径。
图3:RTToF距离测量
定位测距
RTToF测距到定位的扩展是直接的。在下面的图像中，我们用锚符号表示具有固定已知位置的无线电-称为锚。我们试图本地化的移动单元位于中心，我们将其称为标签．
在这里，锚承担测距主节点的角色，并执行一系列连续的测距交换(如上所述)，以确定从每个主节点到每个从节点的距离。然后，我们可以使用这些测量结果，通过找到每个锚点周围的范围圆的交点，来确定标签的位置，如图所示:
图4:距离测量Trilateration
因为每个Master上的范围都是已知的，所以这个示例非常适合使用固定的基础结构定位对象。然而，值得注意的是，Master和Slave的角色可以在锚和标签之间颠倒。第二种方法更适合移动节点试图确定自己位置的情况。
等性能
定位，如前一节所描述的，具有有限的测量精度。回顾精度是测量测距操作的绝对精度，精度是测量结果的扩散，SX1280往返飞行时间测距的基本精度如下所示，在理论瞄准线(LoS)条件下的Cramer-Rao下界(CRLB)模型[1]中:
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图5:理论LoS测距精度:Cramer Rao下界(CRLB)
上面的图表描绘了理论上的理想。然而，由于多径传播的存在，情况变得复杂起来。下图(平面视图)显示了这一点。在下面的示例中，由于主从位置之间的直接路径被阻塞，无线电波将遵循反射路径。这些反射路径都比视线(LoS)路径长，因此往往会导致对距离的高估。当主服务器和从服务器之间的路径是非视距(nLoS)时，这种效果最为明显。然而，多路径效应也可以出现在视线环境中，例如，从墙壁和天花板。
下图显示了在主从之间测距的nLoS环境如何导致多路径传播。
图6:导致多路径传播的LoS环境
精度的稀释
网关相对于被定位对象的位置是决定结果精度的关键。与对象位置相关的精度稀释是基于锚定基础结构的几何结构。这被称为几何精度稀释(GDOP)。
在我们简化的情况下，我们只关心二维(2D)水平精度稀释(HDOP)。HDOP的计算方法不在本文讨论范围之内;我们遵循[3]中概述的方法。在这里，我们假设有四个锚定单元的定位情况，并将它们定位在5公里范围内——北、南、东和西各一个——并计算由此产生的精度稀释。
结果如下所示的2D平面视图，彩色地图的强度显示了HDOP的增加，这对应于精度的降低。对该图的解释很简单:我们将测距位置估计的潜在精度或结果分布乘以HDOP，以确定最终的位置精度。因此HDOP >1意味着精度下降。
数字7:测距测量HDOP
这一理论结果的含义是，在四个锚定的区域内，标签将具有更高的定位精度，当我们离开这个区域时，可获得的定位精度就会降低。