两种目标定位方法的误差分析
TDOA定位技术及其误差分析
３ ＴＤＯＡ定位原理
ＴＤＯＡ是一种基于网络的定位技术，其基本原理是测
５
万方数据
Ｖｉｌｉｉｉｉｉ：ｉ；？。’∥二二？ｉ，。／≯；一ｊ｛ｍ一（∥∥＃≯＃≯？＊一￡７粥７ｔ搿ｎ∥一≯，，ｊ一；＃∥搿７一：７７≯一，∥ｉ，∥Ｚ’｛ｆ ２｛Ｅｇ麓
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络环境中的平均ＮＬＯＳ误差达到５００～７００ ｍ【４】，Ｋｏｒｅａ
测量值调节到接近ＬＯＳ的测量值ｍ。另一种方法是降低非
Ｔｅｌｅｃｏｍ在ＪＳ一９５网络中的测量结果表明平均ＮＬＯＳ误
线性最小二乘法算法中ＮＬＯＳ测量值的权重，这种方法也
差达到５８９ ｍ１５］，此外平均ＮＬＯＳ误差有随ＭＳ与ＢＳ之间
需首先判断哪些基站得到的是ＮＬＯＳ测量值【８】。还有一种
ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）到达时问差定位技 术是根据不同基站接收到的同～移动终端信号在传输路径 上的时延差异实现终端定位。ＴＤＯＡ技术定位依赖于网络 参数的测量，因而不需要对终端做硬件上的改动，与其他移 动网络定位技术相比，有定位精度高，响应时问短，实现简 单等优点，因而ＴＤＯＡ已成为３ＧＰＰ中选用的定位技术之 一，预计在；降来的３Ｇ网络上将被广泛的采用÷
无线网络定位信息服务在我国还处于起步阶段，预计 在未来的两到三年里，无线网络的定位技术将成为位置信 息服务的主要组成部分，进一步推动位置服务的发展，由此 对人们的生活会产生深远的影响。在多数移动网络所在的 城市或恶劣城市环境中，ＭＳ和ＢＳ之间的电波通常难以实 现ＬＯＳ传播。ＮＬＯＳ问题是目前移动网络定位提高定位精 度必须解决的关键问题。近年来国际上针对ＮＬＯＳ问题开 展了广泛研究，目前已提出一些鉴别和抑制或消除ＮＬＯＳ 误差的方法，但对于消除ＴＤＯＡ测量值中的ＮＬＯＳ误差还 没有找到一种切实可行的有效方法。在今后的研究工作中， 寻找如何鉴别在ＴＤＯＡ测量值中是否存在ＮＬＯＳ误差的 更好更实用方法，以及如何在ＮＬＯＳ识别后进行更好的处
GPS测量中的多路径误差分析与抑制方法
GPS测量中的多路径误差分析与抑制方法GPS（Global Positioning System）是一种通过卫星导航定位的技术，它在现代社会中发挥着重要的作用。
然而，在实际的测量应用中，我们常常会遇到多路径误差的问题。
本文将对GPS测量中的多路径误差进行分析，并介绍一些抑制方法。
一、多路径误差的成因分析多路径误差是指卫星信号在传播过程中，经过反射、折射等导致信号在接收机处反复干涉造成的误差。
主要的成因包括：1. 建筑物和地形：由于建筑物和地形在信号的传播过程中会发生反射或阻挡，导致信号存在多条路径到达接收机，产生多路径误差。
2. 植被和水体：植被和水体也会导致信号的反射，特别是在绿色植被茂盛或水面平坦的地区，多路径误差更加严重。
3. 天气条件：天气条件的变化，特别是雨、雪、雾等天气情况下，会导致信号的散射和延迟，增加多路径误差。
二、多路径误差对GPS测量的影响多路径误差对GPS测量会产生一些负面影响，主要包括以下几个方面：1. 定位误差增大：多路径信号的干扰会使接收机接收到的信号发生偏差，导致定位误差的增大。
2. 高精度测量受限：在需要进行高精度测量的应用中，多路径误差会严重影响测量结果的准确性和精度。
3. 时钟同步误差：GPS接收机的内部时钟由于多路径干扰的影响，可能导致时钟同步误差的增大。
三、多路径误差的抑制方法为了减小或抑制多路径误差的影响，我们可以采取以下一些方法：1. 天线设计优化：通过改变天线的设计和安装方式，减少信号的进入和反射，降低多路径误差的发生。
2. 多天线接收：利用多天线接收系统，可以通过接收到多个信号进行抗干扰和抑制多路径误差。
3. 算法优化：通过改进算法，对接收到的信号进行处理和滤波，提高定位的准确性。
4. 参考站技术：通过设置一个或多个参考站，对GPS信号进行监测和修正，减小多路径误差对定位的影响。
5. 外部传感器的使用：通过与其他传感器（如惯性导航仪）的融合，提高测量的准确性和精度，减少多路径误差的影响。
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正卫星定位技术的误差分析和纠正导语：卫星定位技术在现代社会中扮演着重要的角色，它广泛应用于导航、气象、农业、测绘等领域。
然而，由于各种因素的干扰，卫星定位技术存在着一定的误差。
本文将探讨卫星定位技术的误差分析和纠正方法，以提高定位精度。
一、误差来源分析卫星定位技术的误差来源众多，其中包括系统误差和随机误差两大类。
1.系统误差系统误差主要由卫星定位系统的硬件和软件等因素引起。
比如，卫星时钟的不准确、卫星轨道预测的误差、接收机的频率漂移等都会导致系统误差。
此外，传播介质（如大气、电离层）对信号传输的影响也是系统误差的一个重要来源。
2.随机误差随机误差受周围环境和测量条件的影响，其误差大小不确定且随机分布。
例如，电离层中电子密度的不均匀分布、多径效应、接收机的噪声等都会产生随机误差。
二、误差分析方法为了准确分析卫星定位技术中的误差，需要使用一系列的分析方法和数学模型。
1.差分定位法差分定位法是一种常用的误差分析方法，它利用两个或多个接收机同时观测到相同卫星信号的差分测量值进行误差分析。
通过对比差分测量值与真实测量值的差异，可以消除或减小大部分系统误差和一些随机误差，从而提高定位精度。
2.轨道拟合方法轨道拟合方法用于分析和纠正卫星轨道预测误差对定位结果的影响。
通过对实际卫星轨道数据进行拟合和预测，可以减小定位过程中由于轨道预测误差引起的定位偏差。
3.电离层延迟校正电离层是卫星定位中一个重要的误差源，电离层的折射作用会使接收机接收到的信号路径长度发生变化，从而引起定位误差。
为了减小电离层的影响，可以通过利用双频接收机接收信号，并根据不同频率信号的相位差来估计电离层延迟，进而进行校正。
三、误差纠正方法在进行误差纠正时，需要根据具体的误差来源采取相应的纠正措施。
1.系统误差纠正对于系统误差，可以通过接收机的定位参数设置和初始对准操作来进行纠正。
例如，调整接收机的钟差参数、改进卫星轨道预测算法、使用更精确的测量设备等都可以减小系统误差。
GPS定位误差的产生原因分析与减小方法
GPS定位误差的产生原因分析与减小方法引言：在现代社会，全球定位系统（Global Positioning System，GPS）已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、交通监控还是地理信息系统等领域都离不开GPS定位技术。
然而，随着GPS定位的广泛应用，人们也逐渐发现定位误差问题的存在。
本文将从GPS定位误差产生的原因入手，探讨解决这一问题的方法。
一、GPS定位误差的原因分析：1. GPS系统误差：GPS系统本身存在着一些系统误差，例如卫星钟差、伪距观测误差、大气延迟等。
这些误差会直接影响到GPS定位的准确性。
2. 空间几何因素：GPS定位需要至少4颗卫星进行定位计算，卫星的位置和空间几何分布对定位精度有着重要影响。
当卫星分布不均匀或存在遮挡物时，会导致定位误差增大。
3. 电离层和大气影响：电离层和大气中的湿度、温度等因素都会对GPS信号产生影响，导致信号传播延迟或折射，从而引起定位误差。
4. 载波相位等伪距测量误差：GPS定位是通过测量卫星发射的信号和接收器接收的信号之间的时间差来计算位置的。
然而，由于载波相位的波长较短，测量精度更高，但受到多普勒效应的影响，会产生伪距测量误差。
二、减小GPS定位误差的方法：1. 多路径效应抑制：多路径效应是指GPS信号在传播过程中发生反射、散射等现象，致使接收器接收到多个信号，在信号合成过程中引入误差。
为了减小多路径效应，可以利用天线设计和信号处理技术，选择适合的接收天线和增加抗多路径干扰的算法。
2. 差分定位：差分定位是通过引入一个参考站与基准站的距离进行辅助定位，利用参考站的精确位置和信号传播速度信息来对GPS定位结果进行修正。
差分定位可以大幅度减小系统误差和信号传播误差的影响，提高定位精度。
3. 增加卫星数量和分布：通过增加卫星数量和改善卫星的空间分布，可以提高GPS定位的可见卫星数目和几何配置，从而减小定位误差。
可以使用卫星信噪比、可视卫星数等指标来优选卫星，并避开存在遮挡物的区域。
基于伪距观测值的差分GPS定位方法与误差分析
基于伪距观测值的差分GPS定位方法与误差分析GPS（全球定位系统）是一种通过卫星和接收器，能够测量并计算出位置信息的技术。
而基于伪距观测值的差分GPS定位方法，是利用多个接收器之间相互比较的方法，来减小定位误差和提高精确度的。
1. GPS定位原理在介绍差分GPS定位方法之前，我们先简单了解一下GPS定位原理。
GPS系统是由一组卫星组成的，这些卫星以精确的轨道在地球周围运行。
接收器通过接收来自多个卫星的信号，并测量信号的到达时间差，从而可以计算出接收器所在位置与这些卫星之间的距离。
2. 差分GPS定位方法差分GPS定位方法是一种利用多个接收器相互比较的定位方法。
它的原理是，将一个接收器称为“基准接收器”，其他接收器称为“移动接收器”。
基准接收器的位置已知，并且其接收到的卫星信号与真实距离之间的误差可以通过其他方法进行校正。
移动接收器接收到的卫星信号经过基准接收器的校正，可以减小定位误差。
具体而言，移动接收器接收到的伪距观测值首先减去基准接收器与相同卫星之间的伪距观测值，然后再进行计算。
通过这种方法，定位精度可以显著提高。
3. 误差分析在进行差分GPS定位时，仍然存在一些误差因素会影响定位精度。
以下是一些主要的误差源：- 卫星时钟误差：卫星的内部时钟并非完美准确，会带来一定的测量误差。
这个误差源可以通过接收到的多个卫星信号之间的比较来减小。
- 卫星轨道误差：卫星的轨道也不是完美精确的，会引入一定的定位误差。
同样地，通过接收到的多个卫星信号之间的比较，可以减小这个误差源。
- 大气延迟：当卫星信号穿过大气层时，会出现一定的信号延迟。
这个延迟源导致伪距观测值的误差，但是大气延迟误差通常在10米以下。
- 多径效应：卫星信号在传播过程中可能会发生多次反射，在接收器处形成多个到达路径。
这个多径效应会导致伪距观测值产生误差，但是多径效应误差通常在几米以内。
除了以上主要误差源外，还有一些其他因素也会对GPS定位精度产生影响，如接收器本身的误差、电离层延迟等。
交点法和线元法的误差分析方法
交点法和线元法的误差分析方法交点法和线元法是两种常用的误差分析方法，用于测量和计算物体的几何特性。
本文将介绍这两种方法的基本原理和应用。
一、交点法交点法是一种通过测量物体表面上的交点来确定其几何特性的方法。
该方法基于以下原理：在三维空间中，任意两个平面的交线称为交点。
通过测量交点的坐标，可以计算出物体在空间中的位置、距离和角度等信息。
使用交点法进行误差分析时，需要先确定测量的目标和指标。
然后，通过使用合适的测量设备，测量出物体表面上的交点坐标。
接下来，通过计算交点坐标的误差，可以得出测量结果的准确性和精度。
最后，根据测量结果的误差值，进行误差分析和评估。
交点法适用于需要测量物体位置、形状和相对位置关系的情况，例如建筑物的测量、零件的装配和机器人的定位等。
通过使用交点法，可以提高测量的精确度和可靠性。
二、线元法线元法是一种基于物理模型的误差分析方法，通过计算物体表面上每个线元的误差来评估整体的误差。
该方法基于以下原理：将物体表面划分成许多小线元，通过对每个线元的测量和分析，得出整体的几何特性。
使用线元法进行误差分析时，需要先确定物体表面的小线元数量和位置。
然后，通过测量每个线元的尺寸和形状，计算出其误差值。
接下来，将每个线元的误差值累加，得出整体的误差。
最后，根据整体的误差值，进行误差分析和评估。
线元法适用于需要分析复杂物体或特定区域的几何特性的情况，例如汽车外壳的造型、航空发动机的叶片设计和电子设备的尺寸控制等。
通过使用线元法，可以更加精确地评估物体的几何特性和误差情况。
综上所述，交点法和线元法是两种常用的误差分析方法，可以用于测量和计算物体的几何特性。
根据具体的测量需求和物体特点，选择合适的方法进行误差分析，可以提高测量结果的准确性和可靠性。
全球定位系统测量的误差分析与校正方法
全球定位系统测量的误差分析与校正方法全球定位系统（Global Positioning System, GPS）是一项广泛应用于航海、航空、交通、军事等领域的全球导航卫星系统。
然而，由于各种因素的影响，GPS测量的定位结果可能存在一定的误差。
因此，进行误差分析与校正是提高GPS定位精度的关键。
本文将从GPS接收机误差、大气延迟误差和卫星系统误差三个方面探讨全球定位系统测量的误差分析与校正方法。
GPS接收机误差是GPS定位误差中的一个重要组成部分。
接收机的硬件和软件设计不尽相同，从而导致接收机的性能差异。
常见的误差包括钟差误差、多路径效应误差和接收机噪声误差。
钟差误差是由于接收机内部的时间标准与卫星时间标准之间存在微小差异而产生的。
解决方法可以通过接收机校准或使用精密钟件进行补偿。
多路径效应误差是由于信号在传播过程中发生反射或折射而导致的，造成接收机接收到多个信号，产生干扰和延迟。
采用天线切换、消除阴影区域或利用接收机软件滤波等方法可以减小多路径效应误差。
接收机噪声误差是由于接收机自身电路和放大器的噪声引起的，可以通过接收机硬件的升级或降低接收机工作温度来减小。
大气延迟是导致GPS定位误差的另一个主要因素。
GPS信号传播过程中，会受到大气层的影响，引起信号的传播速度变化，从而导致定位误差。
大气延迟误差主要包括对流层延迟和电离层延迟。
对流层延迟是由于大气中不同折射率导致信号传播速度的变化，可以通过接收机观测多颗卫星来消除对流层延迟误差。
电离层延迟是因为电离层中自由电子的存在导致信号的相位发生变化，采用双频接收机的技术可以减小电离层延迟误差。
卫星系统误差是GPS定位误差的另一个重要组成部分。
卫星时钟误差、星历误差和卫星几何分布误差都会对GPS定位结果产生影响。
卫星时钟误差是由于卫星时钟的不精确造成的，可以通过接收机观测多颗卫星进行校准。
星历误差是由于卫星轨道参数估计不准确而导致的，可以使用差分定位或采用改进的星历算法来消除。
无人机光电侦测平台目标定位误差分析
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２１ ０ １年 ３ 月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ３， Ｎｏ ３ １３ ． Ｍ ａ ．，２０１ ｒ １
Ｓ Ｉ Ｓ ＥＮＣＥ ＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ Ｈ Ｐ ＣＩ Ａ
两 种 目标 定 位 方 法 的 误 差 分 析
郑 鹏 ， 章 松 石
（ 军工程 大学 电子 工 程 学院 ， 北 武 汉 ４ ０ ３ ） 海 湖 ３ ０ ３
摘 要 ： 单站球 坐标定位法和梯度 法是 目标定位 中经常使用 的 ２种方 法 。针 对 ２种 目标定 位方 法的定 位精
度 问 题 ， 别 介 绍 了 ２种 方 法 的原 理 及 误 差 处 理 过程 。 通 过 理 论 分 析 和 仿 真 计 算 对 上 述 方 法 的 目标 定 位 精 度 进 行 比 分
力 等有关 ， 也与选 择 的 目标定 位 算法 有重 要 关 系 。 单 站球 坐标 定 位 法 和 梯 度 法是 目标定 位 中 经 常 使用 的 ２种 方法 。有 源定 位 过 程 中探 测 到 的是 目标 距离 和角 度信 息 ， 站 球 坐 标 定 位 法 将 距 离 、 度 测 单 角
ｍｅ ｈｏ ａ ｔｖ ｏ ａ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｄ； ｃ ｉ ｅ ｌ ｃ ｌｚ ｔｏ
０ 引 言
对 于 雷 达 、 呐 等探 测设 备 来 说 ， 声 目标 的准 确 定 位 是最 基本 的一 项 功 能 ， 定位 精 度则 是 系统 的主 要 其
定位 原 理 和误 差处 理过 程 ， 通过 理 论分 析和 仿 真实例 对 上 述 ２种 目标 定位 方 法进 行计 算 ， 结果 表 明梯度 法
＝ ｒ ｃｏｓ ＋ ， ￣
量值 变换 到直 角 坐标 系 的过程 中 ， 同时将 测量 误差 变
比单 站球 坐标 定 位法 具 有更 高 的 目标定 位精 度 ， 提 对 高 目标定 位 与跟 踪精 度 具有 参考 价值 。
战术技 术指 标之 一 。 目标 的 定 位 精 度 是 一 项 综 合 性 指标 ， 不仅 与雷达 、 呐 本 身 的 测距 、 角 精 度 、 辨 声 测 分
较 ， 果 表 明 ， 度 法 比单 站 球 坐 标 定 位 法 具 有 更 高 的 目标 定 位 精 度 。 结 梯
关键 词 ： 误 差 分析 ； 站球 坐标定 位 法 ； 度 法 ； 源定位 单 梯 有
中图分 类号 ： Ｔ ２２ ２ Ｐ ０ ． 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １７ ７ ４ （０ １ ０ ６ ２— ６ ９ ２ １ ） ３—０ ３ ０ ＤｏＩ１ ． ４ ４ ｊｉ ｎ １７ ７ ４ ． ０ １０ ． ０ ０ １— ４ ：０ ３ ０ ／．ｓ ． ６ ２— ６ ９ ２ １． ３ ０ ８ ｓ
ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｄ ｏ ａ ｇ ｔｌｃ ｌｚ ｔ ｎ． ｅ ｔ ｏ ｉ ｓａ ｄ ｅ ｒｒｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ ｈ ｗｏ ｍ ｅｈ ｄ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｄ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｏ ａｉａｉ ｏ Ｔｈ ｈｅ ｒｅ ｎ ｒｏ ｏ ｅ ｓｎ ｆｔ ｅ ｔ ｔ ｏ ｓｗｅ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ， ｎ ｔ ｅ ｌ ｃ ｌ ａ ｉｎ ａ ｃ ｒ ｃ ｅ ｒ ｏ ｐ ｒ ｄ ｂ ｈ ｏ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｎｄ ｃ ｌｕｌｔｏ Ｔｈ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ｈ ｔｇ ａ ｉ ｎ ｈ ｏ ａ ｉ ｔｏ ｃ ｕ ａ ｉｓ ｗｅ ｅ ｃ ｍ ａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌｓｓ ａ ａ ｃ ａ ｉｎ． ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｒ ｄ ｅ ｔ ｚ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｒ ｃ ｕ ａｅ ｔ ａ ｉ ｇｅ ｓａｉ ｎ ｓ ｅ ｉａ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｏ ａ ｉａ ｉｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ． ｔ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ａ ｃ ｒ ｔ ｈ ｎ ｓｎ ｌ ｔｔｏ ｐｈ ｒｃ ｌｃ ｏ ｄ ｎ ｔｓ ｌｃ ｌｚ ｔｏ ｌｏ ｉ ｈ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ： ｙ ｒ ｅ ｒ ｒ ｎａｙ ｉ ；ｓｎ ｌ ｓａ ｉｎ ｐ ｅ ｉ ａ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔｓ ｏ ａ ｉａ ｉｎ ｌｏ ｉｈ ；ｇａ ｉ ｎ ｒｏ ａ ｌ ｓｓ ｉ ｇｅ ｔ ｔ ｓ ｈ ｒｃ ｌ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｌｃ ｌｚ ｔ ａｇ ｒｔ ｍ ｏ ｏ ｒｄｅ ｔ
１ 单 站 球 坐标 定 位 法及 其 误 差 分 析
有源 定位 中探测 到 的是 目标 距 离和 角度 信息 ， 以
二 维平 面 为例 。如 图 １所 示 ， ＝ （ Ｙ Ｘ ）表 示 定 位 传感 器 位置 的 真值 ， 和 分 别 表示 目标 距 离和 方位 ｒ 角 的测 量值 ， 由图 １可 以看 出 目标 在直 角坐 标 系 中的 位 置矢 量 的各个 分 量 为 ：
Ｅｒ ｏ ｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｏ ｔ ｒ ｅ ｏ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｍ ｅ ｈｏ ｓ ｒ ｒ ａ ｌ ｓ ｓ ｏ ｗ ａ ｇ ｔ ｌ ｃ ｌｚ ｔｏ ｔ ｄ
ＺＨＥＮ Ｐｅ ｇ， Ｈ Ｚ ｎ ｓ ｎ Ｇ ｎ Ｓ ｈａ ｇ－ ｏ ｇ
（ ｏｌ ｅｏ ｌ ｔ ｎｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎ ｖｌ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｒ ｉｓ ｇ ｅｉ ， ａ ａ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｎ ｉｅｒ ， ｈ ｎ ４ ０ ３ ， ｈｎ ） ｅ Ｅ ｃｏ Ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ ｎ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｓｉ ｌ ｔ ｔ ｎ ｓ ｈ ｒｃ ｌ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔｓ ｏ ａｉａ ｉｎ ａｇ ｒｔ ｓｒ ｃ ： ｎｇｅ ｓａ ｉ ｐ ｅ ｉ ａ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｌｃ ｌｚ ｔ ｌ ｏ ｉ ｏ ｏ ｈｍ ｎ ｇ ａ ｉ ｎ ｔ ｄ ａ ｅ ｏ ｅ ａ ｄ ｒ ｄ ｅ ｔ ｍｅｈｏ ｒ ｆ ｎ ｔ