随着移动通信和互联网的迅猛发展,导航与定位服务已经成为了现代生活中不可或缺的一部分。时分码分正交频分复用(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,TC-OFDM)定位系统与移动通信网络有机结合,实现了广域高精度室内外无缝定位。随着5G通信技术的进一步发展,时分双工(Time Division Duplexing,TDD)信号体制的广泛应用,也对现有的TC-OFDM定位系统提出了新的挑战。本文针对现有的TC-OFDM接收机在定位信号间断性播发时跟踪性能受限和在信号恶劣条件下到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)波动较大的问题,提出了基于间断性信号的跟踪环路设计和载波相位平滑TDOA算法。具体研究内容和成果如下:(1)针对传统定位信号跟踪环路在跟踪间断性信号时性能受限的问题,提出了一种基于开环联合自适应卡尔曼滤波器的间断性信号跟踪算法,该算法使用开环代替传统的闭环跟踪结构,在通过局域时频搜索得到信号参数的鉴别结果后,使用自适应卡尔曼滤波器进一步提高信号参数估计精度。仿真和实测结果表明,与传统的闭环跟踪环路相比,开环在跟踪间断性信号时收敛速度更快,在信号动态变化时的环路鲁棒性更高;且通过自适应卡尔曼滤波器提高了接收机在低载噪比、信号突变等应用场景下的跟踪性能。(2)针对信号恶劣环境下码环抖动过大导致的TDOA精度下降的问题,提出一种载波相位平滑TDOA算法,能够有效消除码相位测量噪声对TDOA的影响,提高测距精度。同时,该算法基于线性最小二乘法对TDOA平滑初始值进行拟合,仿真表明:相较于未对TDOA初始值进行拟合的载波相位平滑TDOA算法,使用该算法能够有效减小TDOA初始值偏差,收敛时间缩短20个历元以上;进一步针对载波相位周跳导致的平滑后的TDOA漂移问题,该算法基于奇偶矢量法对载波相位周跳进行探测与修复,仿真结果表明,该算法能够探测并修复1周及以上的载波相位周跳,有效地抑制TDOA漂移现象。(3)将上述算法移植到基于FPGA+ARM设计的TC-OFDM定位接收机上,在多种实验场景下对上述算法进行实际测试,进一步验证所提算法性能。实验结果表明,本文所提出的间断性信号跟踪算法能够稳定跟踪信号强度为-130dBm的间断性定位信号,与传统的闭环跟踪算法相比跟踪灵敏度提高了 8dB,且收敛时间更快,跟踪鲁棒性更高;本文所提出的载波相位平滑TDOA算法能够有效改善码环抖动所造成的TDOA误差,平滑后的TDOA与原始值相比,标准差减小了 86.5%,且通过修复载波相位周跳有效抑制了平滑后的TDOA漂移现象。