针对TDOA定位系统中的高精度时差测量问题,介绍并分析了一种基于内插采样的时差测量技术。与传统的时差测量方法相比,该方法将时钟量化误差转变为对基准信号相位的测量,从而消除了传统时差测量中的原理性误差。本文对该方法进行了理论分析与计算机仿真,仿真结果表明在当前的器件性能下能够实现70ps以内的时差测量精度。同时基于内插采样的高精度时差测量技术能够应用于TDOA定位系统中的基站时钟同步中,有效降低了基站时钟同步误差,进一步提高了时差定位系统的定位精度。