电力作业存在复杂性和危险性,容易出现安全事故。随着变电等电力运维工作量的俱增,以无线传感网络为依托,采集、传输人员与作业环境信息,建立电力作业跟踪系统对提高人员安全和工作效率具有重要意义。而UWB(Ultra Wide Band)信号具有传输速率高、时间分辨率高等特点。因此,本文结合UWB技术,研究面向电力现场作业的设备无线协同组网和定位技术,设计作业人员跟踪定位系统,实现对人员的精确位置跟踪和信息的有效传输。本文研究工作和成果包括:(1)首先剖析电力作业人员定位的需求和核心功能,提出系统的总体架构方案和设计框架。以STM32芯片为微处理器,围绕UWB收发模块DWM1000研制了定位基站、网关基站和定位标签,搭建起定位系统的硬件平台。其中网关基站整合了网关功能,能够简化系统结构。(2)在系统软件方面,首先由于UWB信号传播距离短,目前开展的大多数UWB定位研究都局限于较小范围,无法得到有效应用。为了灵活扩展定位范围,本文基于泛洪策略设计了基站间协同自组网方法,引入TDMA技术划分UWB通信时隙以避免信号发生碰撞,并基于FTSP(Flooding Time Synchronization Protocol)实现设备间时钟同步,然后采用一种改善的RIP(Routing Information Protocol)算法动态生成路由。该方法不仅能够动态增加、移除基站和标签,而且实现了定位和数据传输一体化,充分利用了信道资源。最后从仿真结果证实了该方法的正确性和可行性。(3)在定位方法部分,首先优化ADS-TWR(Asymmetric Double-Side Two-Way Ranging)测距算法,调整信息交换次序,能够在不降低测距精度的前提下,使标签自由选择测距基站,并减少信息发送次数,缩短测距时间。针对仍然存在的测距误差,对其进行线性拟合,使测距精度提升了46.41%。然后针对传统TOA(Time of Arrival)定位算法易受NLOS因素影响、精度不高的问题,提出一种基于三边测量定位的泰勒融合定位算法,引入权重因子,构建评价函数解决迭代发散。实验数据证明,该定位算法精度高,RMSE低于14(88),比性能较好的三边定位算法还高24.33%,并且计算速度没有因为迭代而显著降低。本电力作业人员跟踪定位系统运行稳定、精度高,且系统扩展灵活,具备无线传输网络,为拓展人员安全防控建立了基础监测平台。