多站复合时差定位方法研究
一星两地时差定位方法性能分析
2021,36(3)电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology㊀㊀中图分类号:TN971.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-2230(2021)03-0045-05收稿日期:2020-07-09;修回日期:2020-10-26作者简介:王玉林(1982 ),男,高级工程师,硕士,主要研究方向为通信对抗总体,无线电测向与无源定位㊂一星两地时差定位方法性能分析王玉林1,孙㊀哲2,陈建峰1(1.中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;2.海军驻邯郸地区军事代表室,河北邯郸056000)摘要:针对同轨多星定位系统以及高低轨联合定位系统需要卫星数量多的特点,设想地面站和卫星联合定位体制㊂考虑到时差定位体制对卫星运动不敏感的特征,提出一星三地和一星两地两种定位体制,从定位场景㊁定位原理㊁理论定位误差和误差分布四个方面对定位效能进行分析㊂重点论述一星两地时差定位误差的地理分布㊁时间分布以及受高度的影响,对将来的工程化应用提供支撑㊂关键词:时差定位;星地联合定位;一星三地;一星两地;误差分布DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2021.03.009A Performance Analysis of One -Star and Two Stations JointTDOA Location MethodWANG Yulin 1,SUN Zhe 2,CHEN Jianfeng 1(1.The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang 050081,China;2.Naval Military Representative Office in Handan,Handan 056000,Hebei,China)Abstract :In view of the large number of satellites required for the co -orbit multi -satellite posi-tioning system and the high -low orbit joint positioning system,the joint positioning system of ground stations and satellites are envisaged.Taking into account the fact that the time difference positioning system is not sensitive to satellite motion,two time difference positioning systems which are one star /three stations and one star /two stations are proposed.The performance is an-alyzed from four aspects:location scene,location principle,theoretical location error and error distribution.The validity of the positioning model is proved by simulation,and the geographical distribution of the error is analyzed theoretically,which provides support for the future engineer-ing application.Key words :time difference location;joint satellite -ground positioning;one star /three stations;one star /two stations;distribution of the error1㊀引言基于卫星平台的无源定位技术具有覆盖范围广㊁定位精度高㊁工作频率范围宽和受地形影响小等诸多优势,在工程中得到广泛应用㊂文献[1]和文献[2]介绍了同步轨道双星对地面干扰源的时差/频差定位技术,文献[3]提出了高低轨联合定位设想㊂文献[4]和文献[5]针对多星定位体制展开讨论,分析了每种体制的解析或迭代算法以及定位误差的分布规律㊂多星定位体制要求多颗卫星有相同的极化方式,工作频段可同时覆盖目标频率,波束可同时覆盖待定位区域,选星条件较严苛㊂若无法满足多星定位条件,可引入地面站构成星地联合定位系统㊂星地联合定位方法,是指空间卫星和地面接54王玉林,孙㊀哲,陈建峰一星两地时差定位方法性能分析投稿邮箱:dzxxdkjs@收站联合组成空间上庞大的定位基线,融合了卫星接收大空域覆盖和地面高增益接收的特点,是多星定位选星困难时的一种代替手段㊂文献[6]提出了星地协同单边时差与测向交会定位模式,采用一星一地实现目标定位,适用于岛礁等阵地建设地形受限的场合㊂本文将重点关注多个观测站与卫星的联合侦察,定位体制采用时差定位,适用于沿海岸线部署的阵地㊂无源定位系统性能的全特征描述一般包括以下几个方面:第一是定位方程组的求解,包括解析求解㊁迭代求解㊁地理网格搜索等多种手段;第二是定位误差的理论推导,一般通过对定位方程组求偏导的方式,推算理论定位精度或克罗美劳界,综合考虑观测量测量误差㊁定位平台误差㊁接收设备时钟或晶振漂移引起的系统误差等因素;第三是定位误差的敏感要素分析,包括观测量误差㊁信号特征(载频㊁带宽㊁信噪比和数据长度等)㊁观测平台位置误差和速度误差㊁观测平台姿态误差㊁观测平台时钟或晶振漂移引起的系统误差㊁观测平台构型等等,结合当前的误差水平,分析误差最敏感的因素,并在设计阶段制定相应的对策,比如同步轨道双星定位体制,定位误差对卫星速度误差最敏感,工程中引入了星历校准技术;第四是定位误差的分布特征,包括地理分布和时间分布,并引出不可定位区域㊁最佳定位区域㊁不可定位时段和最佳定位时段,进而指导定位系统在最有利的情况下开展工作㊂涉及到卫星平台的定位系统需要考虑卫星资源调度㊁上行下行信号接收匹配㊁大量数据传输等许多工程问题,本文将针对星地联合双时差定位系统的设备配置关系,建立理论模型,并进一步分析定位性能从而为工程实现提供参考㊂以时差定位体制为例,根据地面站数量可分为一星三地和一星两地两种时差定位体制,针对每种定位体制,本文将从定位场景㊁定位原理㊁理论定位误差和误差分布四个方面对星地联合时差定位体制展开论述㊂2㊀一星三地时差定位2.1㊀定位场景一星三地时差定位场景如图1所示,一星指一颗高轨卫星,三地指地面站1㊁地面站2和地面站3㊂其中,地面站1㊁地面站2和地面站3接收目标辐射源旁瓣辐射信号,地面站4是高轨卫星下行信号的地面接收站,不参与定位解算㊂目标辐射源装载于机载运动平台,处于地面站1㊁地面站2㊁地面站3和高轨卫星的通视范围内㊂一星三地时差定位系统的优势体现在扩展了三站时差定位系统的作用距离㊂当辐射源距离地面站1㊁地面站2和地面站3较远时,3站侦收到的信号较弱,时差测量误差较大,定位误差也偏大㊂地面站4接收高轨卫星转发的目标辐射源信号,通过主瓣辐射和大口径天线侦收获得高信噪比信号,可作为目标信号检测和时差测量的基准,并提高检测概率和定位精度㊂图1㊀一星三地时差定位场景图2.2㊀定位原理如图1所示,选地心地固坐标系,信号从目标辐射源发出,存在四条路径,对空路径到达卫星并向下转发到地面站4,对地路径到达3个地面站㊂目标辐射源信号到达地面站1㊁地面站2和地面站3的传输距离分别记为l1㊁l2㊁l3,目标辐射源信号到达地面站4的传输距离记为l4+l m4㊂其中l4表示目标辐射源信号到卫星的传输距离,l m4表示卫星下行信号到地面站4的传输距离㊂地面站1㊁地面站2㊁地面站3和地面站4采集到的数据打上时标,统一传送至后端数据处理中心,经过检测㊁配对实现参数测量,从各地面站到后端处理中心的传输时延在匹配过程中被自动消除㊂地面站1㊁地面站2和地面站3相对于地面站4的时差测量值分别为:DTO14=l1-l4-l m4()/v c(1)64电子信息对抗技术·第36卷2021年5月第3期王玉林,孙㊀哲,陈建峰一星两地时差定位方法性能分析DTO24=l2-l4-l m4()/v c(2)DTO34=l3-l4-l m4()/v c(3)其中v c表示光速㊂差分时差可表示为:DTO24-DTO14=l2-l1()/v c(4)DTO34-DTO14=l3-l1()/v c(5)其中l2-l1()/v c㊁l3-l1()/v c是目标辐射源相对于地面站1㊁地面站2和地面站3的时差,其中地面站1为主站㊂通过时差差分处理消除了从目标辐射源通过卫星到达地面站4的路径时延,定位解算过程不需要卫星星历和卫星转发器的转发时延,需借助卫星的转发通道,易于工程实现㊂通过以上分析可知,一星三地时差定位体制具有如下特点:a)接收卫星转发的下行目标辐射源信号,获得高信噪比的基准信号,增加对辐射源目标的检测概率㊁提高了时差测量精度和时差定位精度;b)通过时差双差处理抵消了卫星转发处理延时,卫星位置不参与定位解算,实现复杂度低;c)定位误差的地理分布特征由地面3站的位置布局决定,与选取卫星的轨道位置无关㊂误差分布规律与常规三站时差定位相同㊂d)未涉及参考站㊂3㊀一星两地时差定位3.1㊀定位场景一星两地时差定位场景如图2所示,一星指一颗高轨卫星,两地指地面站1和地面站2㊂地面需配置四个地面站,其中地面站1接收目标辐射源旁瓣辐射信号㊁地面站2接收目标辐射源旁瓣辐射信号及参考信号,地面站3接收卫星转发的下行目标辐射源信号,参考站向卫星和地面站1发射参考信号㊂其中目标辐射源装载于机载运动平台,且处于地面站1㊁地面站2和高轨卫星的通视范围内㊂引入参考站的目的是消除卫星转发器产生的处理延时㊂一星两地时差定位主要应用在以下场合: a)地面三站因地形地貌限制无三站共视区,只有两站共视的场合;b)目标辐射源到某站距离较大接收功率低,导致三站无法同时检测发现目标,只有两站可发现目标的场合㊂地面三站时差定位系统要求三站同时检测到目标方可进行时差定位解算,若其中一个站故障或检测不到目标信号,会导致三站不成系统和侦察站点资源浪费,引入卫星资源构成一星两地定位布局,可提高侦察站点的资源利用率,提高装备作战效能㊂图2㊀一星两地时差定位场景图3.2㊀定位原理如图2所示,选地心地固坐标系,目标辐射源信号到达地面站1和地面站2的传输路径记为l1和l2,目标辐射源信号到达地面站3的传输路径记为l3+l3m㊂参考站信号到达地面站1的传输路径记为l1r,参考站信号到达地面站3的传输路径记为l r+l3m㊂目标辐射源信号到达地面站2和地面站3的时差为:DTO23(unk)=l2-l3-l3m()/v c(6)目标辐射源信号到达地面站1和地面站3的时差为:DTO13(unk)=l1-l3-l3m()/v c(7)卫星和地面站3位置参数已知,时差观测量进一步可转换为:l2-l3()/v c=DTO23(unk)+l3m/v c(8)l1-l3()/v c=DTO13(unk)+l3m/v c(9)高轨卫星作为主站,地面站1和地面站2作为辅站,形成三站时差定位布局,时差测量值即式(8)和式(9)㊂目标辐射源信号到达地面站3的传输路径经过了卫星转发,存在卫星处理延时,因此引入参考74王玉林,孙㊀哲,陈建峰一星两地时差定位方法性能分析投稿邮箱:dzxxdkjs@站以消除系统误差㊂参考站信号分两条路径,一条是地面路径由地面站1接收,一条是地天路径通过卫星转发被地面站3接收,两条路径的长度分别为l1r和l r+l3m㊂参考站信号到达地面站1和地面站3的时差可表示为:DTO(ref)=l1r-l r-l3m()/v c(10)式(10)与式(6)㊁式(7)相减,得到差分时差: DTO13(unk)-DTO(ref)=l1-l3-l3m()/v c-l1r-l r-l3m()/v c=l1-l3+l r-l1r()/v c(11) DTO23(unk)-DTO(ref)=l2-l3-l3m()/v c-l1r-l r-l3m()/v c=l2-l3+l r-l1r()/v c(12)差分时差抵消了卫星传输路径,消除了卫星处理延时㊂于是,高轨卫星作为主站,地面站1和地面站2作为辅站,时差观测量进一步转换为: l1-l3()/v c=DTO13(unk)-DTO(ref)-l r-l1r()/v c(13) l2-l3()/v c=DTO23(unk)-DTO(ref)-l r-l1r()/v c(14)涉及到的测量量包括DTO13(unk),DTO23 (unk)和DTO(ref)㊂卫星与地面站1和地面站2构成一个庞大的三角形布局,因此可实现高精度的时差定位㊂将卫星位置㊁地面站1和地面站2的位置及时差测量误差带入三站时差定位理论定位误差公式即可获得一星两地时差理论定位误差分布公式㊂3.3㊀误差分布3.3.1㊀定位误差地理分布设定高轨卫星大地坐标为(122.88ʎE,27.38ʎN,25000km),地面站1的大地坐标为(121.8ʎE, 29.4ʎN,500m),地面站2的大地坐标为(121.5ʎ, 28.5ʎ,500m),地面站3的大地坐标为(121.7ʎ, 30.8ʎ,60m),参考站大地坐标为(121.7ʎ,28.8ʎ, 500m),时差测量误差500ns,卫星位置误差1km,地面站及参考站位置误差1m㊂在STK中模拟卫星运行轨迹,并标记地面站及卫星星下点位置,如图3所示㊂考察距离参考站500km以内区域,定位误差分布如图3所示㊂其中圆形表示地面站,菱形表示参考站,星形表示卫星星下点㊂图3㊀一星两地各站部署示意图观察图4可知,在当前卫星㊁参考站及地面站位置配置下,一星两地时差定位体制的定位误差地理分布具有如下特点:a)在地面站1和地面站2连线及延长线附近定位误差偏大甚至不可定位;b)定位误差分布相对于地面站1和地面站2连线连线近似成线性对称分布;c)目标距离地面站越远,定位误差越大㊂图4㊀一星两地时差定位误差分布(单位:km) 3.3.2㊀定位误差时间分布选取非同步卫星参与定位解算时,卫星位置随时间发生变化,一星两地通视区域和几何构型随之发生改变,地面站1㊁地面站2㊁地面站3和参考站位置与3.3.1节相同,设定辐射源大地坐标为(122.6ʎE,28.92ʎN,8000m),卫星沿图3航迹从右下角飞行到右上角,每1分钟取一次卫星位84电子信息对抗技术㊃第36卷2021年5月第3期王玉林,孙㊀哲,陈建峰一星两地时差定位方法性能分析置,共40分钟,考察对固定目标定位的误差变化规律,如图5所示㊂图5㊀定位误差随时间的变化观察图5可知,当卫星飞跃地面双站共视区域时,一星两地时差定位方法对目标定位的误差随卫星位置的变化很小,说明在文中设定的仿真条件下,定位误差具有近似非时变特征㊂从原理上分析,当卫星从图3航迹从右下角飞行到右上角的过程中,一星两地形成的定位三角形仅发生了细微的变化,卫星相对于双站的张角维持在0.24ʎ左右,卫星到双站的距离变化未超过50km,相对于卫星高度25000变化只有千分之二,因此卫星位置变化对定位误差只产生很小的影响㊂3.3.3㊀定位误差随卫星高度的变化进一步通过仿真验证卫星位置不变高度变化对定位误差的影响,设定辐射源大地坐标为(126.2ʎE,29.0ʎN,8000m),卫星大地坐标为(122.8ʎE,28.385ʎN),卫星高度从500km 变化到25000km,对辐射源的定位误差随卫星高度的变化趋势如图6所示㊂图6㊀定位误差随卫星高度的变化观察图6可知,随着卫星高度升高,定位误差逐渐减小;当卫星高度在5000km 以上时,定位误差降低的趋势明显减缓,也说明对定位差对高度不敏感;当卫星高度低于2000km 时,定位误差随高度升高迅速降低㊂因此工程实现时,建议选择5000km 高度以上的卫星参与定位,且高度的进一步提升对定位效能的改善并不明显㊂4 结束语㊀㊀文章从定位场景㊁定位原理㊁理论定位误差和误差分布四个方面对两种定位方法的性能进行了初步分析㊂其中一星三地时差定位是对三站时差定位系统效能的增强和扩展,适用于高精度监视重点目标;一星两地时差定位系统适用于三站不通视或单定位站损坏的情况,通过引入空间卫星和地面站形成超长基线,可提高侦察站作战效率,定位误差分布具有地理分布线性对称㊁近似非时变和对卫星高度不敏感的特征㊂分析结果可支撑后续卫星定位方向的立项论证和过程实现㊂参考文献:[1]㊀WANG G,LI Y,ANSARI N.A Semidefinite Relaxa-tion Method for Source Localization Using TDOA and FDOA Measurements[J].IEEE Trans on Veh Tech-nology,2013,62(2):853-862.[2]㊀张威,马宏,吴涛,等.一种基于泰勒级数展开的卫星FDOA 地面干扰源定位算法[J].无线电通信技术,2019,45(4):385-390.[3]㊀郑仕力,董乔忠.基于高低轨联合的空中目标三维定位侦察技术[J].航天电子对抗,2018,34(2):25-28.[4]㊀任凯强,孙正波.三星时差定位系统的有源校正算法[J].宇航学报,2018,39(3):327-330.[5]㊀秦耀璐,杨淑萍,束锋,等.基于TDOA /FDOA 多星联合定位误差与卫星构型分析[J].电波科学学报,2018,33(5):566-570.[6]㊀李高云,李斌,陈亮,等.低约束条件下星地协同侦察定位[J].电子信息对抗技术,2019,34(1):1-4,18.[7]㊀李立峰,江漫,陈兵.单星卫星通信终端定位技术研究[J].无线电通信技术,2017,43(4):71-74.[8]㊀吴耀云,游屈波,哈章.双星系统对雷达无源定位的可行性分析[J].电子信息对抗技术,2011,26(3):1-5.[9]㊀王奉帅,刘聪锋.迭代最小二乘卫星定位算法[J].无线电通信技术,2018,44(4):339-342.[10]㊀郭连华,郭福成,李金洲.一种多标校源的高轨伴星时差频差定位算法[J].宇航学报,2012,33(10):1408-1411.94。
对地面目标的时差定位精度研究
对 地 面 目标 的时差 定 位 精 度 研 究
符 为
（ 息 综 合 控 制 国家 重 点 实 验 室 ， 都 ６０３ ） 信 成 １０６
摘要 ： 究 了在 ＷＧ 研 Ｓ一８ ４椭球模 型 下 时 差定 位精 度 的 问题 。针 对复 杂 的椭 球模 型 ， 论 了影 讨
响定位 精度 的各 种 因素 ， 并给 出 了仿 真结果 。仿 真 结果表 明 ， 的处理 算 法可 以达 到很 高的 定 新
ｒ
３ — Ｏ ＋ ）一 ｏ ＋（ Ｚ） ＝（ Ｘ） （， Ｙ） — Ｏ
ｆ １ （ １ ＝［ — ） ｂ ＋（ Ｙ—Ｙ ） １ ＋（ —ｚ）］ ｚ １ 主一
ｒ ＝（ — ） １ ＋（ Ｙ—Ｙ ） １ ＋（ —ｚ） ｚ １ ｒ ＝（ —Ｎ） ２ ＋（ Ｙ—Ｙ ） —Ｚ ） ２ ＋（ ２
位 精度 。
关 键词 ： Ｓ ４ 时差 定位 ； ＷＧ 一８ ； 定位 精度
ＤＴＯＡ ｃ ｔｏ ｅ ｉｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｇｒ ｕ ｄ Ｌｏ ａ ｉ ｎ Ｐｒ ｃｓｏ ｆ Ｔａ ｇ ｔｎＣ ｎｒｌ ａｏａｏｙ ｈｎ ｄ １０ ６ ｈｎ ） Ｎａ ｏａ ｆｒ ｔ ｏ ｔ ｂ ｒｔｒ，Ｃ ｅ ｇｕ６ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｉ Ｉ ｏ ｏＬ Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｅ ｌｃ ｔ ｎ ｐ ｅ ｉｉｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ＧＳ ８ ｌｉ ｓ ｉ ｄ ｌｉ ｉｃ ｓ ｅ ｓ ｒ ｃ Ｔｈ ｏ ａ ｉ ｒ ｃｓｏ ａ ｅ ｎ Ｗ ｏ 一 ４ ｅｌｐ ｏｄ ｍｏ ｅ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ． Ｂａ ｅ ｎ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｄ ｏ ｏ ｌｘ ｅｌ ｏ ｄ ｍｏ ｅ ，ｓ ｍｅ ｋ ｎ ｓ ｏ ａ ｔｒ ｈ ｔａｆ ｃ ｈ ｏ ａ ｉｎ ｐ ｅ ｉｉｎ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｗｉ ｉ ｌ ｔ ｎ ｌｉ ｉ ｄ ｌ ｏ ｉ ｄ ｆｆｃ ｏｓ ｔ ａ ｆ ｔｔ ｅ ｌ ｃ ｔ ｒｃ ｓｏ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｔ ｓｍｕ ａｉ ｐｓ ｅ ｏ ｈ ｏ ｒ ｓ ｌｓ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｌ ｔｒ ｅ ｕ ｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ａｅ ．Ｔｈ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｔ ｒ ｖ ｈ ｔｔ ｅ ｎ ｗ ａｇ ｒｔ ｍ ａ ｅ ｔｒｐ ｅ ｉｉｎ． ｅ ｓｍｕ ａｉ ｅ ｕｌ ｐ ｏ ｅ ｔａ ｈ ｅ ｌｏ ｉｈ ｈ ｓｂ ｔ ｒ ｃｓｏ ｏ ｓ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ： ＧＳ－ ４；ＤＴＯＡ ｏ ａｉ ｎ；ｌｃ ｔｏ ｒ ｃｓｏ ｙ ｗｏ ｄ Ｗ ８ ｌｃ ｔｏ ｏ ａｉｎ ｐ ｅ ｉｉｎ
时差定位与两种测时差方法
时差定位与两种测时差方法2t1~6年l2【)【】6.No.1电f对抗EI(ROMCW ARFARE总第106蛐SerieN¨.106时差定位与两种测时差方法刘刚赵国庆(西安电子科技大学电子对抗研究所,西安710071)摘要介绍了时差定位以及两种测时差的方法——基于统一信号和基于统一时间的时差测量方法,并针对测量精度进行分析,最后给出GDOP仿真.关键词时差定位信号同步时间同步定位精度TDOALocationandTwoMethodsofTimeDifferenceMeasurement LiuGangZhaoGuoqing(ResearchInst.ofElectronicCountermeasures,XidianUniv.,Xi'all710071,China) Abstract:TwomethodsoftimedifferencemeasurementinTDOAlocationaregiveninthisarti cle: themethodbasedonthesignalsynchronizationandthemethodbasedonthetimesynchronizat ion. Thenthealgorithmandaccuracyoflocationareanalyzedwithformulate.GeometricDilution OfPre—cisiongivestheeffectsofthetimemeasuringprecisionintheend.Keywords:TDOAlocation;signalsynchronization;timesynchronization;locationaccurac yO引言时差定位(TimeDifferenceOfArrivalLocation)是一种重要的无源定位方法,而无源定位系统本身并不发射电磁波,完全是被动工作的,因此具有隐蔽性好的优点,对于提高系统在电子战环境下的生存能力具有重要的作用.目前在对时差定位的研究中多关注于定位算法,精度分析和布站方式,而较少关注另一个影响定位精度的重要因素: 辐射源信号到达各观测站时间的测量,即时差测量的精度问题.这在时差定位中是相当重要的.因为我们都知道电磁波以光的速度(近似为3×l0sm/s)在空气中传播,一微秒(1OI6秒)的时间测收稿日期:2005年7月11日量误差反映到距离上就是30o米的误差,可谓是"失之毫厘,谬以千里".因此,探讨时差测量的相关问题是十分必要的.当前在时差定位中通常采用两种测时差的方式:基于统一信号的方式和基于统一时间的方式. 前者是目前比较常用的方式,而后者也处在不断发展之中.本文对这两种方式进行简要介绍,作为相关研究的参考.1时差定位原理[1][2】[3】时差定位实际上是反"罗兰"系统的应用,罗兰导航系统根据来自3个已知位置的发射机信号来确定自身的位置,而时间差测量定位系统是利22电子对抗2006年第l期用3个(多个)已知位置的接收机接收菜一个未知位置的辐射源的信号,来确定该辐射源的位置. 两个观测站采集到的信号到达时问差确定了一对双曲(面)线,多个双曲面(线)相交就可以得到目标的位置,因此时差定位又被称为双曲线定位. y'///'i/tl/,/I',,'/I(1.y1),(2.J11)图I时差定位原理图如图l所示,以平面二维三站定位为例:目标71的位置为(,),),so(o,Y o)为主站,sl(l,Y1),S2(2,),2)分别为副站l和副站2.ro,rl,r2分别为目标到主站so,副站s.和副站S2的距离.距离差为Ar,i:1,2,则定位方程为:fo=(—XO)+(Y一),0){=(—)+(Y—Yi),(i=1,2)(1)【c?△￡=c?(t—to)=一ro对上式整理化简得:(0一)+(Y o—Y)Y=ki+c'△￡'ro(2)其中k去[(c?△￡i)+(o+yo2)一(+yi2)],(i:l,2),c:3XlOSm/s,解方程组即可得到目标位置.2两种测时差方式的介绍2.1基于统一信号方式的时差测量这种方法又称为基于信号同步的时差测量.通常各观测站之间的距离是固定的,各站位置坐标均精确标注,且只在主站有一个高稳定时钟,副站没有时钟.各站同时开始接收辐射源信号,分别收到辐射源信号后,副站立即将辐射源信号直接或变频转发到主站,本身则不对信号做任何处理.主站收到从副站转发的信号,并分别测量各副站转发信号的到达时间,因为已知各站间距,且可以预先估计出信号从各副站转发的延迟,所以可以测出辐射源信号到达各观测站的时间差,从而完成时差定位./\电磁淳/,I,,,/磁渡/电磁,,电磁渡/电磁渡\副图2基于统一信号方式的时差测量这种方法是目前普遍采用的方式,在工程上易行.但缺点也比较明显,首先此方法要求各观测站位置固定,必须在主副站间有可靠的直视传输路径,一般有效间距为15km,最大间距为30km, 不够机动灵活;其次需要建立专门的信号转发设备及传输通道,比较复杂;三是定位过程有两次信号检测和到达时间的误差.一次是在副站检}贝4辐射源直达信号,检测判别后才进行转发,第二次是在主站对副站转发信号的检测,才测量时间,由于脉冲的前沿是有斜率的,所以引起两次的时间误差.信号差转误差较大.2.2基于统一时间方式的时差测量这种方法又称为基于时间同步的时差测量.在这种方法中,主站和各副站均设有高稳定度的时钟,并且每隔一段时间(1s或Ims等)对一次时间(将当前时间归零),因此可认为各站是高度时间同步的,即拥有统一的时间基准.这样各站均可分别测量处理辐射源信号的到达时间,各副站只需将信号到达时间信息传递给主站即可.对于固定站,其位置可以预先精确标注;对于运动站, 目标,,电磁,,一//\///电磁渡,/电磁波\副味.(时钟1)-占(时钟2'(时钟)图3基于统一ri,JI'~il方式的时差测量总第106期刘刚,等:时差定位与两种测时差方法则在传递信号到达时间的同时还需要传递自身的当前位置.主站根据时间信启,计算时间差并计算出辐射源的位置.这种方法的优点是可以实现测量站的机动且便于展开站间距(基线),便于多站长基线组网,不必建立转发设备和专门的转发信号传输通道,只需利用已有的数据传输线路传递时间数据即可, 使用灵活.定位过程只有一次信号检测,所以时间测量误差较小.而缺点则是对各站的时钟稳定度要求非常高,若没有统一的时间基准(即各站时钟问的误差较大)的话则定位误差会很大.3精度分析及仿真[4】[5]3.1精度分析定位精度用GDOP(GeometricDilutionOfPreci—sion)来表示:GDOP:√(盯+盯)(3)式中,表示,Y方向上的定位标准差.首先对式C?AtC?(tf—t0)=r—r0,(=l,2)求微分,可得到:C?d(t—t0)=(c一c0)出+(.打一C0y)dy+:李:一亟:坐,(1,2)一一=一I,=I/J.一a—c3x一''一' :妻:一:,(l,2)一_-_一=一一.I,=1./,.一一—…=Clx--COxCly一-OOyCC2COC2Co】=Izy—yJl一一=I一2一.y—y2),一y.l—一=c-[d(tl—t0)d(t2一to)]rdY=C-dX+flXs=(CrC)Cr(dY一)(6)(CrC)一Cr=B=(22(7)Pet=FL?j=B{E[dY?dyr]+E[dXs?]}Br(8)'『2.r/t2r11[dY"dYr]=c2l,盯△.'盯△,盯,!j其中0"3(i=1,2)为第i站的时间测量误差,-2为At.与At2间的相关系数.假设站址误差各分量的标准差是相同的,即盯2I_:盯2盯]-(kokt]=[(9)E[_dY?dj+ELs?j=(盯)22=[m]22fc?盯+2盯(i=)盯1c2.+盯(≠)m=66(￡,h=l,2)=I1I'22,,,,,24电子对抗2006年第1期GDOP=厕=[笛2菁2(+b2i62j)(11)3.2仿真对于给定的布站方式,时差定位的精度主要取决于时间测量的精度和基线长度,本文分别就这两项因素对定位误差的影响进行了仿真.y\站阈夹角/剐蝴>//W152"t:;DOpf..,/一,星:薯……一-…j¨00.-:/,,,≮∥一,,0害呻㈡,,,',0j一图8三站夹角120~,时间测量误差30ns,基线长度30kin时的GIX)P图4结语仿真时令主站位于坐标原点,且对称分布(图4),副站与主站的间距为基线长度,各站的时间测量误差相同.表1为仿真中的各主要参数.表I仿真中的各主要参数三站夹时间测量误基线长GDOP图角/度差/ns度/km1803030图51803050图61801050图7l203030图8l203050图9120l050图l0图6三站夹角180~,时间测量误差30ns,基线长度50km时的GDOP图三4020.h';I)t)p,磊落i.蜉..≯;,..,,『151)lJ¨lx/kin图9三站夹角120~,时间测量误差30ns,基线长度50km时的GDOP图由仿真可以看出,对于相同的布站方式,在一定的站间距范围内(因为站间距过长反而会降低定位精度【1]),基线越长(对比图5与图6,图8与图9),测时误差越小(对比图6与图7,图9与图§图7三站夹角l8,时问测量误差10m,基线长度50km时的GDOP图图l0三站夹角120~,时间测量误差IOns,基线长度50km时的GDOP图lO),则定位精度越高.所以无论是基于统一信号还是基于统一时间的}贝4时方法,关键问题是如何延长站间距离,并提高测时精度.基于统一信号的测时方法目前可以采用通过卫星差转信号的方法来延长站间距,并通过对转发信号的相关检测来提高测时差精度;而对于基于统一时间的测时差方法来说,其核心——高稳定度原子钟,在过去一一.,§,,,■一..一一一～_i～,,...;～一一一一一一一～,敛一|q≮.三;…一总第106期刘冈0,等:时差定位与两种测时差方法25因为造价昂贵,不易维护等原因,没能使这种方法得到广泛应用.而现在得益于科技的进步,高稳定度的铯钟,铷钟等制造成本下降,体积更小,更易于存放和维护,使得这个方法可以得到更多的应用.参考文献1赵国庆.雷达对抗原理.西安:西安电子科技大学出版,1999:63—672孙仲康,周一宇,何黎星.单多基地有源/无源定位技术.北京:国防工业出版社,1996:1811863FredrikGustafsson,FredrikGunnarsson.PositioningUsing Time—DifferenceOfArrivalMeasurements.Acoustics,Speech, andsiProcessing,2003.Proceedings(ICASSP'03),2003 IEEEInternationalConferenceOnV olume6,6—10April2003Page(s):VI一553—64杨林,周一宇,孙仲康.TDOA被动定位方法及精度分析.国防科技大学,1998;20(2):49535潘琴格.无源系统测向及时差频差联合定位方法研究.西安:西安电子科技大学硕:f=毕业沦文,2004:1723作者简介刘刚(1980一),男,2003年毕业于西安电子科技大学,电子信息工程专业.现为西安科技大学电子工程学院电路与系统专业在读硕士研究生,从事电子对抗方面研究.赵国庆男,教授,西安电子科技大学电路与系统学科博士研究生导师,校学术带头人,信息技术系主任,电子对抗研究所所长,是总装备部综合电子战专家组成员和国防973专家组组长,电子对抗学会委员,《电子对抗》杂志编委,"电子对抗"国防重点实验室学术委员.跃期从事电子对抗系统的理论与工程实践技术研究,主持和参加完成863,973,国防预研和基金项目40余项,着有国家级重点教材《雷达对抗原理》.俄罗斯重视电子战部队建设据俄罗斯国防部可靠消息称,俄罗斯武装力量中将很快增加一个新的兵种或者特种司令部——电子战部队或者电子战司令部.目前提交高层军政领导讨论该问题的所有文件都已经准备好.俄罗斯武装力量中现有三个独立的兵种:战略火箭兵,航天部队和空降部队.二十世纪下半叶的军事实践证实了一个无可否认的事实:电子战已经从一种作战保障形式变成一种极具特色的或者作战效果极其显着的作战形式.据专家统计,使用电子部队和武器,使陆军部队的作战潜力提高了2倍,空军的损失降低了三分之一至二分之一,战舰的损失减少了三分之二.目前俄罗斯电子战装备有能力侦察到敌方的电子目标,精确判定其位置,并将其消灭,并在同时对己方同类系统提供有效防御.装备现代化电子战装备的部队能够实施猛烈的电磁打击.从其与敌方武器和装备作战效果来看,完全可与使用大规模杀伤性武器的效果相媲美.据俄国防部提供的消息,新军种将用于在太空,空中,陆地和海上的对敌作战,并为国家重要目标和己方军队提供防御.俄罗斯认为,建立这支部队是完全符合逻辑的,美国的电子战部队早就已经存在了,俄罗斯当然不能落后.俄军目前已经拥有电子战部队,该部队由总参谋部电子战部指挥.一些专家将这些部队称为特种电子部队,因为这支部队完成一些特殊的任务,其工作和部署地点完全保密.五角大楼早就意-/Z$4了电子战的重要性,其叫法也不是模糊的"电子战作战",而是更加准确的"电磁战争".美军电子战部队也比俄军电子战部队在国防部的地位高.目睹美军电子战部队在最近的几次局部战争中所发挥的重要作用之后,俄军也加强了对电子战部队的重视.虽然目前俄军可以进行独立的电子战演习,但据专家估计,还不具备大规模使用专用电子装备的能力.主要原因是部队基础设施少,物质保障不足,因而发展很受限制.目前俄罗斯军方部门已经计划采取措施,将俄军的电子战水平提升至与美军对等.俄罗斯一位领导人指出,俄政府将改组军工企业,以便形成生产电子战装备的企业体系.当前的首要任务是研制出新型有效的电子战设备,例如能够精确判定恐怖分子在地形复杂区域的基地的坐标的设备等.另外,也在期待工业部门生产出使用新物理原理的电子战武器.例如作战半径不限的量子发生器,这些武器可以在几百千米的高度上摧毁敌方飞机,舰艇,战车上的电子设备.这在目前听起来像是天方夜谭,但专家认为在近几十年这将成为现实.(肖霞提供)。
三角时差定位法-概述说明以及解释
三角时差定位法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述三角时差定位法是一种基于三个或更多个位置的时差测量原理而实现的定位方法。
通过测量信号到达不同位置的时间差，进而计算出目标物体的准确位置。
这种定位方法广泛应用于无线通信、雷达定位、卫星导航等领域。
三角时差定位法的原理非常简单，基本思想是通过测量信号到达不同位置的时间差，然后利用三角几何关系计算目标物体的位置。
在实际应用中，首先需要在已知与目标物体之间的距离的基础上，选择至少三个位置进行测量。
通过测量不同位置上的时差，再利用三边定位法或者多边定位法，就可以确定目标物体的准确位置。
三角时差定位法具有许多优点。
首先，它不依赖于目标物体的速度信息，只需要测量信号到达不同位置的时间差即可，因此可以适用于各种运动状态的目标物体。
其次，由于该方法利用了多个位置的信息，可以提高定位精度，减小误差。
此外，三角时差定位法结构简单，实现成本较低，比较容易在实际应用中推广和使用。
然而，三角时差定位法也存在一些限制和挑战。
首先，测量时差的准确性对于定位精度至关重要，而现实中存在多种误差源，如信号传播延迟、多径效应等，这些误差会对定位结果产生影响。
其次，三角时差定位法在测量过程中需要多个位置的协同工作，在实际应用中可能受制于环境条件和设备约束。
因此，如何解决这些问题，提高定位精度和可靠性，是今后研究和发展的重点。
总之，三角时差定位法是一种基于时差测量原理的定位方法，具有广泛的应用前景。
它通过测量不同位置上信号到达时间的差异，实现对目标物体位置的准确定位。
尽管该方法存在一些挑战和限制，但随着技术的不断发展和研究的深入，相信三角时差定位法在未来会有更广泛的应用和更高的定位精度。
文章结构部分的内容可以参考以下建议：文章结构部分主要介绍本文的整体结构安排，为读者提供一个整体的导览，帮助读者更好地理解文章内容和组织思路。
在三角时差定位法这篇文章中，我们将按照以下结构来进行论述和展开：1. 引言：- 1.1 概述：在这一部分，我们将简要介绍什么是三角时差定位法以及它的背景和基本概念，让读者对该定位法有一个基本的了解。
时差无源定位精度分析及其等效推算试验方法研究
ｔ ａ ｉ ｎ ａ ｒ ｅ ａ ｃ ａ ｎ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄｉ ｎｇ ｔ ｏ ｓ ｏ ｍｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ：ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ；ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
表 明对 空定位 精度在 目标 高度 为 ０时对 地 定位精 度一 致 。建立 了一 定 空间 区域 的精度 等效推 算试
验 方法模 型 ， 并分析 了高度 引起 的误差 、 站 址误 差 、 量 测误 差 分 别对 时差 无 源定位 系统 定位 精 度 的
影响， 实现 了根 据 少数 测试精 度数 据推 算 出一定 空 间 区域 的定位 精度 。 关键 词 ： 时差 无 源定位 ； 精 度 分析 ； 等效 推 算
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ － ５ ６ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ １ ６
时差 无源 定 位 精 度 分 析 及 其等 效 推算 试 验
方 法 研 究
张政超 ， 李文 臣
（ 中 国人 民解放 军 ６ ３ ８ ９ １ 部队， 河 南洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ） 摘 要： 在 推 导三站 无 源定位 解 的基础 上 ， 研 究 了对 空 定位 和 对地 定位 的精 度 影响 因素 ， 仿 真 结果
中 图分类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ７ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ ． ５ ６ ９ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． １ ９ ６ － ０ ５
多普勒定位报告
多普勒定位1.研究背景现代定位技术的研究越来越广泛的应用在我们的生活中，其应用领域涉及到陆上、水上、水下、航空等多个方面，也是综合电子战技术发展的前沿课题。
利用目标对探测信号的定位，对目标的准确定位，在诸多军用和民用系统中具有极其重要的意义，在军事系统中，它有助于发挥精确打击武器的作用，为最终摧毁对方提供强有力的保障。
对民用系统来说，无线电定位可以为人类提供精确的导航、授时、地理测量等信息，是现代社会生活的重要保障。
而对目标的定位方法也在一直研究发展。
在对目标的定位主要有三种定位方法:有源定位和利用第三方辐射源的无源相干定位。
2.研究现状从早期的方位测量三角交汇定位到之后出现的到达时间差（TDOA）和到达时间(TOA)以及差分多普勒(DD)测量定位方法，近年来还出现了利用相位变化率（PRC）的定位技术。
1.红外被动定位研究红外探测是利用目标(如飞机、导弹、火箭)的红外热辐射工作的，属于无源被动的工作方式，通过发射激光光束，接收到目标反射回来的激光光束进行距离的估算，进而得到目标的位置。
2.传统的测向无源定位技术利用测向原理的三角定位技术是经典而成熟的技术。
三角定位的关键是如何快速而精确地获得被测得信号的到达角度（AOA）数据。
迄今已有多种获得AOA 数据的方法，常见的高精度测向方法主要有空间谱估计法、时差法、去卷积法、最大似然估计法等。
通过对目标与观测基站之间的角度测量，通过角度的交汇，进而将角度的交汇点作为需要定位的目标的位置。
3.差分多普勒定位技术如果目标和接收站处于相对运动状态，还可以采用差分多普勒定位技术。
差分多普勒定位技术是通过在接收基站对目标反射信号的多普勒频移进行估计，得到相位差，从相位差中提取出信号的反射角度，进而以类似AOA估计的方式得到目标位置。
国外较多的定位系统采用TDOA/差分多普勒，或TDOA/测向等复合定位体制，使技术优势互补，实现最佳的定位技术组合。
3..研究内容对于多站定位系统来说，除了采用常见的到达时间(DOA)测量定位、时差(TDOA)测量定位，还可以采用多普勒频率差(DD)来进行定位，多普勒频率是任何具有相对运动物体之间电磁信号的频率变化特性，对于运动目标来说，可以利用运动目标的运动所引起的频率变化来确定目标的位置和运动特性，对于静止的目标，可以人为的产生相对运动来确定目标的位置。
GPS差分定位技术的原理与方法
GPS差分定位技术的原理与方法GPS（全球卫星定位系统）差分定位技术是一种基于卫星导航系统的高精度定位方法。
通过差分定位技术，可以提高GPS信号的精度，并消除许多常规GPS定位中的误差。
本文将介绍GPS差分定位技术的原理与方法。
一、GPS定位原理GPS定位原理是基于接收来自多颗卫星的信号，通过计算所接收的信号在时间和空间上的差异，从而确定接收器的位置。
GPS定位原理的核心是三角测量原理，即通过测量卫星发送信号的时间差来确定接收器的位置。
由于GPS信号的传播速度非常快（每秒约300,000公里），所以接收器只需测量很小的时间差即可精确定位。
二、GPS定位误差然而，由于一些因素的干扰，GPS定位中存在一定的误差。
主要的定位误差包括钟差误差、大气延迟、多径效应和接收器误差等。
1. 钟差误差：卫星和接收器内部的时钟可能存在微小的不同步，这会导致测量时间差的误差。
为了解决这个问题，GPS系统会周期性地向接收器发送时间校正信息，使接收器的时钟与卫星同步。
2. 大气延迟：GPS信号在穿过大气层时会受到大气延迟的影响，导致信号的传播速度变慢。
这会引起定位误差。
为了消除大气延迟的影响，差分定位技术采用一种参考站的数据来校正信号。
3. 多径效应：多径效应是指GPS信号在传播过程中会经过多个路径，其中部分路径是经过地面反射的。
当接收器接收到这些反射信号时，会产生干扰，导致定位误差。
差分定位技术通过使用基准站的数据来判断和校正多径效应。
4. 接收器误差：接收器本身也可能存在一些误差，例如机械误差、电子噪声等。
这些误差会影响GPS定位的准确性。
三、GPS差分定位技术差分定位技术是一种通过比较基准站的测量结果和移动站的测量结果，来校正移动站定位误差的方法。
差分定位技术主要分为实时差分定位和后续差分定位两种。
1. 实时差分定位：实时差分定位是指在接收器接收GPS信号的同时，将同一时间基准站接收到的信号数据通过无线电或互联网传输给移动站，移动站利用基准站的数据来校正定位误差。
首都机场MLAT系统定位精确度分析
首都机场MLAT 系统定位精确度分析摘要：本文在研究多点定位系统（Multilateration, MLA T ）的时差定位原理以及几何精度因子（Geometric Dilution Precision, GDOP ）的数学模型的基础上，分析了北京首都机场的MLAT 系统定位性能，之后结合几何因素对定位精确度的影响，通过增加基站数目的方式对基站进行重新布站。
实验结果表明，通过增加基站数目的方式调整基站的布站方式可以使MLAT 系统获得更高的GDOP 值和覆盖率。
关键词：多点定位系统；时差定位；几何精度因子；定位精确度0 引言全球空中交通流量目前正以指数级的速度增长。
在未来的十年里，选择飞机作为出行交通工具的旅客数量将会翻倍，随之而来的是航班的加倍繁忙，而目前国内飞机航班延误情况非常严重。
同时，近年来我国大部分地区，尤其是京津冀一带空气质量下降，雾霾天气较多，这都给机场场面监视带来了巨大压力。
多点定位技术则是近年来在国际上出现的一种新的监视手段,其定位过程依赖于多基站协同工作，它利用现有的机载标准应答机进行目标定位，具有高精度、低成本、易安装等一系列优点，且可以手动设置刷新频率[1]。
MLAT 系统已经在世界很多国家和地区被广泛采用，并且逐步取代场面监视雷达等传统监视设备。
在欧洲已经有多个国家开始将多点定位技术用于空中交通管理，而在亚洲地区泰国、印度、我国香港、北京等地都相继安装了该系统。
本文首先研究了MLAT 系统的定位原理和定位精度模型，在此基础上，对首都机场目前的定位精确度进行了分析，之后通过增加基站数目的方式对定位性能进行了优化，来获得更好的定位精确度和覆盖率。
1 多点定位系统多点定位法又称为双曲线定位法，它是通过目标发射的信号到达位于不同位置的基站的时间差来实现的[2]。
具体来说，对于三维目标，根据待定位目标发射的信号到达两个不同基站的时间差，可以确定一对以这两个基站为焦点的双曲面，而待定位目标必定在该双曲面上。
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（ 陆军 军官学院研究 生管理大 队，合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
摘要 ： 提 出了适应于实际环境 的基于通信基站的复合定位算法。此算法在没有 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值
的先 验信 息 时 ， 可以有 效地 实现 对辐 射 源的 寻找 和定位 ， 而且定位 性 能 比较 稳 定 。而后 通过仿 真 实验进 行验 证说 明。 当 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测 量值 误 差不 确 定或 者 增 大 时 ， 该 算 法 能够 获得 较 好 的 定位 结果 。在 复 杂的战 场环 境 下 ， 应 用 于无规 则分 布 多站 定位 ， 收到很 好 的效 果 。
ｕ Ｑ ｉ — ｆ ａ ｎ ｇ
（ Ｔ ｅ ａ ｍＧ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｍｄ ｅ ｍＤ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ Ａ ｒ ｍ ｙＯ ｉ ｆ ｑ ｃ ｅ ｒ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ，
ｄｓ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｃ ｈ ｎ ａ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ；Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｄ ｖ ｌｕ ａ ｅ ；ｃ ｏ ｍｐ ｏｕ ｎ ｄ ｏｓ ｐ ｉ ｔ ｉ ｏ ｉｎ ｎ ｇ ；ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
在区域解模糊 ， 不需要提供 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差的 先验信息来求解定位方程 ， 因此尝试在多站定位 时， 仍使用三站定位算法 ， 通过基站组合 ， 实现对 辐射源的有效定位 ， 称此方法为多站组合定位方
ｉ ｓ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｓ ｉ ｅ— ｒ ｕ ｌ ａ ｉ ｆ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｗ ｈ ｅ ｎ Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｒ Ｉ ＇ ｏ ｒ ｉ ｓ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｓｅ ａ ｄ，ｔ ｈｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｔ ｂ ｙ ｐ ｍｐ ｏｓ ｅ ｄ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ．Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｅ ｎ ｉｒ ｖ ｏｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈｅ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ Ｃ ｎ ａ ｅ ｂ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ
位中的非线性方程。但是 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法在多站定位 的时候需要 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差 的先验信息 ， 而在 实 际应用 时 ， 特 别 是 在 战场 环 境 下 ， 要 了解 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ
测量值误差 的先验信息是很 困难 的＿ ２ ］ ， 而考虑到
Ｃ ｈ ａ ｔ ｒ 算 法 平 面 ３站定 位 时 ， 只 需 要利 用 辐 射 源存
ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｉ ｔ ｏｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｌ ａ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｎｏ Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｉ ｒ ｏ ｒ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈｅ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
电子信息对抗技术 ・ 第２ ８卷 ２ ０ １ ３年 ７月第 ４期
李其芳 多站复合时差定位方法研究
１ ５
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ７ １ ． １
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ １ ５— ０ ４
多 站 复 合 时差 定 位 方 法 研 究
关键词 ： Ｃ ｈ ａ ｎ算法 ； ｒ Ｉ Ｄ Ｏ Ａ测量值 ； 复合定位 ； 辐射源
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － Ｓ ｔ ａ ｉｏ ｔ ｎ Ｃｏ ｍｐｏ ｕ ｎｄ Ｔｉ ｍｅ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ Ｐｏ ｓ ｉ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
１ 引言
目前主流定位计算 中的解析法 主要有 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法 、 Ｆ ａ ｎ ｇ 算法 、 Ｆ ｒ ｉ ｅ ｄ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ 算法等。Ｃ ｈ ｎ 算法 由 ａ 于计算简洁且精度较 高而被广泛使 用 ， 在Ｔ Ｄ Ｏ Ａ 测量误差 比较小 时， 具有最优估 计性能 ； Ｆ ａ ｎ ｇ 算 法计算过程简单 明确 ， 可 以得到基于 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量 数据 的最 优 解 ， 但 是 该 算 法 不 能 利 用 冗 余 的