本发明公开了一种基于双到达时间戳测量的双向增强测距方法和信号收发装置。方法包括通过响应节点和/或发起节点接收测距信号和发送时间戳，估计与接收到的测距信号相对应的直射径到达时间戳和最强径到达时间戳，估计出与直射径到达时间戳相对应的直射径到达时间戳测量误差，与最强径到达时间戳相对应的最强径到达时间戳测量误差；发起节点或响应节点根据发送时间戳、直射径到达时间戳、最强径到达时间戳、直射径到达时间戳误差和最强径到达时间戳误差计算信号飞行时间，进而完成测距。本发明的方法组合了最强径到达时间戳估计和直射径到达时间戳估计，能抑制非对称的加性噪声和干扰水平给测距带来的影响，减小测距误差，实现更鲁棒的无线测距。