DISTANCE MEASUREMENT USING TDOA METHOD BASED ON LORA PROTOCOL
ID елемента: 22441
2026/05/05
Цитування
eNUPPIR (). DISTANCE MEASUREMENT USING TDOA METHOD BASED ON LORA PROTOCOL. https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/22441
eNUPPIR. "DISTANCE MEASUREMENT USING TDOA METHOD BASED ON LORA PROTOCOL." Web. . <https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/22441>.
eNUPPIR. "DISTANCE MEASUREMENT USING TDOA METHOD BASED ON LORA PROTOCOL." Accessed . https://enuppir.politeh.duckdns.org/item/22441.
Скопійовано в буфер обміну
Властивості
Назва
Англійська
DISTANCE MEASUREMENT USING TDOA METHOD BASED ON LORA PROTOCOL
Українська
ВИМІРЮВАННЯ ВІДСТАНІ МЕТОДОМ РІЗНИЦІ ПРИБУТТЯ (TDOA) НА БАЗІ ПРОТОКОЛУ LORA
Опис
Англійська
The article focuses on the implementation of distance measurement between objects using the Time Difference of Arrival (TDoA) method, specifically through the Round-Trip Time of Flight (RTToF) technique, based on the LoRa protocol and utilized by the SX1280 transceiver. The aim of the article is to detail the temporal characteristics of packet exchange and formalize the calculation of distance. The key parameters significantly affecting measurement accuracy are identified as Bandwidth (BW) and Spreading Factor (SF). The research includes a comprehensive analysis of error sources, such as Reference Oscillator Error (timing offset) and Multipath Propagation, and provides formulas for their quantification. A multi-stage correction methodology is proposed, incorporating Frequency Error Correction (based on FEI), LNA Compensation (based on RSSI), Statistical Filtering (using the median), Polynomial Curve Correction, and Environment-Specific Correction. The results obtained from field measurements indicate that with this comprehensive correction approach, a ranging precision of approximately 1 meter can be achieved in controlled line-of-sight conditions. Furthermore, practical outdoor applications demonstrate mean errors below 10 meters even at distances exceeding 1 km. Conclusions: The implementation and comprehensive correction of RTToF measurements using the LoRa-based SX1280 module allow for the achievement of high accuracy while maintaining an acceptable balance between precision, time-on-air (energy consumption), and communication range, which is crucial for object detection and positioning systems.
Українська
Стаття присвячена реалізації вимірювання відстані між об'єктами з використанням методу різниці часу прибуття (Time Difference of Arrival, TDoA), зокрема через техніку часу двостороннього поширення сигналу (Round-Trip Time of Flight, RTToF), на основі протоколу LoRa та із застосуванням трансивера SX1280. Мета статті полягає в детальному описі часових характеристик обміну пакетами та формалізації розрахунку відстані. Ключовими параметрами, що суттєво впливають на точність вимірювання, визначено ширину смуги (Bandwidth, BW) та коефіцієнт розширення спектра (Spreading Factor, SF). Дослідження включає всебічний аналіз джерел похибок, таких як похибка опорного генератора (зсув синхронізації) та багатопроменеве поширення (Multipath Propagation), і надає формули для їх кількісної оцінки. Запропоновано багатоетапну методологію корекції, що включає корекцію частотної похибки (на основі FEI), компенсацію LNA (на основі RSSI), статистичну фільтрацію (за допомогою медіани), поліноміальну корекцію кривої та корекцію, специфічну для навколишнього середовища. Результати польових вимірювань показують, що за допомогою цього комплексного підходу до корекції можна досягти точності визначення відстані приблизно 1 метр в контрольованих умовах прямої видимості. Крім того, практичні зовнішні застосування демонструють середні похибки менше 10 метрів навіть на відстанях, що перевищують 1 км. Висновки: Реалізація та комплексна корекція вимірювань RTToF з використанням LoRa-модуля SX1280 дозволяють досягти високої точності, зберігаючи при цьому прийнятний баланс між точністю, часом перебування в ефірі (енергоспоживанням) та дальністю зв'язку, що є критично важливим для систем виявлення та позиціонування об'єктів.
Автор
Англійська
Rudenko, Vitalii
Тематика
Англійська
TDoA
Англійська
LoRa
Англійська
SX1280
Англійська
RTToF
Англійська
ToF
Англійська
Ranging
Українська
TDoA
Українська
LoRa
Українська
SX1280
Українська
RTToF
Українська
ToF
Українська
Ranging
Видавництво
Українська
Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»
Тип
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
Формат
application/pdf
Ідентифікатор
https://journals.nupp.edu.ua/sunz/article/view/4133
10.26906/SUNZ.2025.4.203
Джерело
Англійська
Control, Navigation and Communication Systems. Academic Journal; Vol. 4 No. 82 (2025): Control, Navigation and Communication Systems; 203-206
Російська
Системы управления, навигации и связи. Сборник научных трудов; Том 4 № 82 (2025): Системи управління, навігації та зв'язку; 203-206
Українська
Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць; Том 4 № 82 (2025): Системи управління, навігації та зв'язку; 203-206
2073-7394
10.26906/SUNZ.2025.4
2025. №4 (82)
Мова
en
Відношення
https://journals.nupp.edu.ua/sunz/article/view/4133/3463
Права
Українська
Авторське право (c) 2025 Vitalii Rudenko
Українська
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Інформація про метадані
Створено
2026-5-5 11:56
Остання зміна
2026-5-5 11:56
ID елемента
#22441