无源定位方法的研究
2018年第15期信息与电脑China Computer&Communication网络与通信技术
无源定位方法的研究
杨 静
（广州铁路职业技术学院 信息工程系，广东 广州 510430）
摘 要：随着电子干扰与反辐射等雷达对抗系列技术的快速发展，有源定位技术以雷达为代表遭受日益严重的威胁。
在自身不辐射的条件下无源定位跟踪系统可以被动地接收辐射源的电磁波信号，经过对其各项参数的测量，可以确定隐
蔽地辐射源的运动状态及位置，在电子战情景下对于提高系统性能具有十分重要的作用。按照观测站的个数对无源定位
跟踪系统进行分类可分为两大类：多站无源定位和单站无源定位。笔者分别阐述了多个观测站和单个观测站无源定位分类、
系统特点及定位算法，剖析各种定位算法并对各种定位法进行误差的评估。关键词：无源定位；隐蔽性；误差分析
中图分类号：TN957.52 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2018）15-178-02
Research on Passive Location Method
Yang Jing
(School of Information Engineering,Guangzhou Railway Polytechnic, Guangzhou Guangdong 510430, China)
Abstract: With the rapid development of radar countermeasures such as electronic jammers and anti-radiation missiles, the active position such as radar is threatened strongly. The passive positioning system gives no radiation wave itself but receives
passively the electromagnetic signals radiated from other source and pin points its location as well as its moving state by measuring the
parameters, this feature of staying in concealment provides a fantastic improvement in its survival ability under E-war environment.
Single station location and multiple station location are the two kinds of the passive positioning system which is divided by the number
of the observatory. The classification, system characteristics and localization algorithms of passive location of single station and
multiple stations are described in this paper.
Key words: passive positioning; concealment; error analysis
１ 无源定位分类
1.1 单站无源定位
单站无源定位是指仅采用单个观测的平台对目标进行较
长时间或者连续探测过程的一种方法。将探测到和定位到的
数据积累起来达到一定数量级后进行适当处理，在二维或者
三维空间中将获取到目标的位置信息和状态信息显示出来。
从数学的角度来看，通过观测设备取得的测量数据和定位的
参数对应了一个曲面或一条曲线，这样就可以通过曲面曲线
定位的交叉技术得到观测目标的定位。
根据数学及几何原理，在三维空间中，通过三个及其以
上的平面或曲面相交即可确定一个空间点。因而可从观测站
来获取辐射源目标的俯仰角ε、方位角β、高度h等测量信
息。对一个辐射的目标元进行参数测量后对应的平面就称为这个目标的定位面。测量同一个目标辐射源获得的参数测量
值所对应的平面就称为定位面，将定位面进行组合相交后可
得到定位线，将定位线再通过线线相交即可得到定位点，据
此就可以确定辐射源目标位置[1]。
1.2 多站无源定位
分布式多站定位，是通过分布在多空间上的接收机对辐
射源信号的多方接收并进行处理，以此确定圆、双曲面、平
面等多个定位曲面，目标源的位置可通过曲面相交得到。此
方法是基于多个观测台对曲面定位具有较大差别的特征提高
了定位的精准度，定位速度及精度都有优势。虽多站定位可
快速、多方位检测出辐射区源的分布情况，但多站观测台的
数据需协同传输与工作，这样限制了系统的机动性，系统更
为复杂，也使站间通信站之间严重依赖性强、复杂度高、实
作者简介：杨静（1986-），女，陕西西安人，硕士研究生，助教。研究方向：电子与通信技术。
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2018年第15期信息与电脑China Computer&Communication网络与通信技术
现困难。
基于无源定位法的侧向交叉和时差定位是多站定位技术
中常见的两种方法，应用较为广泛。测向交叉定位法只需两
个观测台对三维目标进行定位，并且系统对站间的时间同步
要求不高,这种方法的缺点是在定位时误差较大，尤其在边
缘区域位置。时差定位法则需要四个及以上的观测站对三维
目标进行定位，此方法可取得较高的定位精准度，但要求站
间需严格同步，系统构成也比较复杂[2]。
２ 采用的参数及解法
2.1 观测量估计
在无源定位系统中，通过侦收来自辐射源的信号称为观
测量估计，依托参数估计法提取辐射源运动状态的信息。这
些观测量包括：相位变化率、多普勒频率变化率、角度变化率、
相位差、相位变化率等。只有这些观测量达到一定精度时，
才可应用于无源定位[3]。
2.2 辐射源定位解算
无源定位系统中的第二关键步骤即为辐射源定位解算。
定位解算是通过对比辐射源运动状态与观测量，根据观测量
估算出辐射源运动状态参数，达到无源定位的目的。一般的
参数估算算法有最小二乘估计与最大似然法，常用的解算方
式为解析法、搜索法与迭代法。
搜索法定位解算法的原理为，根据目标函数遍历所有待
估参量的可能取值，并依据参量计算目标函数，能满足目标
函数一定条件的搜索值被判定为待估参数的估计值。从本质
上来看，该方法是一种最大似然估计方法，稳定性是其最大
特点，并且能很好地应用于非线性估计参数，但待估参数维
度升高时，计算量会急剧增大。粒子群法、差分进化算法、
网格搜索法、遗传算法均为常见的搜索法。
迭代法以高斯-牛顿（Gauss-Newton）以及牛顿-拉夫
逊（Newton-Raphson）为代表。高斯-牛顿将观测方程依据
待估参量的取值，在其附近采用一阶泰勒级数展开的方式先
进行线性化，将观测方程在待估参量初始值附近线性化，利
用最小二乘估计线性加权法得出修正量，修正待估参量的初
始值，如此多次重复迭代进而获得待估参量的估算值，将迭
代结果附近的线性化目标函数进行求导计算，两种迭代法都
可很好地解决非线性估计的问题，运算量也相对较小，若观
测噪声较小且为高斯噪声，其性能可以逼近CRLB。但缺点
是稳定性比较差、易发散，需设定良好的初始值。
辐射源定位解算法通过建立目标观测运动状态参数与辐
射源运动参数的函数关系，来估计辐射源的运动状态。定位
解算法的运算量相对于搜索法要小得多，同时，相对于迭代
法要求的初始化估计，解算法则不需要进行初始化，也不存
在发散的缺点。并且如果满足一定条件时，解析法的定位误
差也能有效逼近克拉美罗限，由于解析法拥有众多优点，因而成为学者们研究的重要方向，其定位体制包括时差与多普
勒差联合定位、测角交叉定位、角度与时差联合定位、时差
定位等，其主要思路是基于伪线性化，将非线性观测方程伪
线性化为关于辐射源运动状态参数（和冗余变量）的伪线性
方程，从而可获取关于辐射源运动状态参量估计表达解析式。
３ 定位精度及误差评估指标
3.1 定位精度
定位精度是衡量定位体质的重要指标，也是研究者首要
分析的因素，具有两方面的重要意义，一是通过定位精度的
分析，在导航参数及观测值精度确定的情况下判断定位精度
能否达到给定要求值；二是以定位精度为基础，通过反推分
析法，得到某定位导航参数测量精度与观测量的精度等[4]。
3.2 误差评估
系统对于定位系统的评估，主要包含两部分。一部分是
利用算法自身的特性来评估系统，定位算法是定位系统中最
核心的算法，因此，定位算法自身产生的误差也是不容忽略
的，即使在定位系统其他误差均不存在的情况下，定位算法
自身产生的误差也会对定位系统最终的定位精度产生较大的
影响，由此可以看出，选定一种适用的定位算法对目标被动
定位系统是至关重要的。另一部分是利用误差的常用表示方
法来评估。
４ 结 语
无论采取哪种定位方法，其定位的准确性与精度都与目
标在不同空间位置有很大关系，也就是说目标的空间几何位
置与其定位误差有密切关系。同时，同一空间几何位置目标
的定位精度与观测站的几何分布也有很大关联。不仅需要研
究定位精度与定位站几何布局间的关系，还需要研究在定位
站布局固定的情况下，定位方法对不同空间位置上目标的定
位误差分布。这些研究对有效使用定位方法和提高目标定位
精度是很有意义的。
参考文献
[1]Taek LSong, Tae Yoon Um. Practical guidance for homing
missiles with Bearing-Only measurements[J]. IEEE Tracnsactions
on Aerospace and Electronic Systems, 1996 (32): 434-443.
[2]孙仲康,周一宇,何黎星,等.单多基地有源无源定位
技术[M].北京:国防工业出版社,1996.[3]YTChen, JJTowers. Sequential Localization of a
Radiating Source by Dopple-Shifted Frequency Measurements[J].
IEEE Tracnsactions on Aerospace and Electronic Systems,
1992(28):1084-1089.
[4]李宗华,肖予钦,周一宇.利用频域和空域信息的单站
无源定位跟踪算法[J].系统工程与电子技术,2004,26(5):613-616.
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一种单机对固定目标的无源定位方法
测控遥感与导航定位
一种单机对固定目标的无源定位方法
何青益 ，胡 东。，李艳斌
（１．中国电子科技集团公司第５４研究所，河北石家庄０５００８１； ２．中国人民解放军６５０１６部队，辽宁沈阳１１０１６２）
摘要首先分析了对固定辐射源进行定位的２种模型：利用测角信息对固定辐射源的单站无源定位；利用角度及其变 化率信息对固定辐射源的单站无源定位。分别对这２种定位方法进行分析，并通过推广卡尔曼滤波（ＥＫＦ）算法对上述定位算 法进行比较，加人角度变化率不但可以对目标瞬时定位，而且可以实现比只测向定位更高的定位精度。 关键词无源定位；测向；角度变化率；ＥＫＦ 中图分类号ＴＮ９７５ 文献标识码 Ａ
Ａ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ Ａｉｒｐｌａｎｅ
ｆ０ｒ ａ Ｆｉｘｅｄ Ｅｍｉｔｔｅｒ
ＨＥ Ｑｉｎｇ－ｙｉ ．ＨＵ Ｄｏｎｇ￣．ＬＩ Ｙａｎ＿ｂｉｎ
（１．Ｔｈｅ ５４ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｎｓ 缸 ｅ ｏｆＣＥＴＣ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｎａｎｇ Ｈｅｂｅｉ ０５００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｈｅ Ｕｎｉｔ ６５０１６ ｏｆＰＬＡ．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１０１６２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔ ｇｉｖｅｓ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｆｉｘｅｄ ｅｍｉｔｔｅｒ，ｍｏｄｅｌ １ ｉｓ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｆｉｘｅｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ｗｉｔｈ ａｎｇｅｌ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｍｏｄｅｌ ２ ｉｓ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｆｉｘｅｄ ｅｍｉｔｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎｇｅｌ ａｎｄ ｉｔｓ，ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂｙ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｋａｌｍａｎ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｆｉｎａｌｌｙ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ａｎｇｅｌ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｖａｒｉａｂｌｅ ｒａｔｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｃＢｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｉｎｓｔａｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ ｆｉｘｅｄ ｅｍｉｔｔｅｒ，ｂｕｔ ａｌｓｏ Ｃａｎ ｇｅｔ ｆａｓｔｅｒ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｎｌｙ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｉｎｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｉｎｄｉｎｇ；ａｎｇｌｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｒａｔｅ；ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
改进的单站无源定位方法
第３Ｏ卷增刊１
２０１０年６月 计算机应用
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．３０ Ｓｕｐｐ１．１
Ｊｕｎｅ ２０１０
文章编号：１００１—９０８１（２ｏｌｏ）Ｓ１—００２７—０２
改进的单站无源定位方法
华铁洲，李冬海，胡德秀
（信息工程大学信息工程学院，郑州４５０００２）
（ｈｕａｔｉｅｚｈｏｕ＠１６３．ｃ０ｍ）
摘要：单站无源定位与跟踪（ＳＯＰＬＡＴ）技术逐渐成为定位跟踪领域的研究重点。在分析了各个观测量所包含的
目标的运动信息的基础上，给出了一种结合角度变化率、相位差变化率、多普勒频率和多普勒频率变化率的单站无源
定位方法。计算机仿真表明，该方法比目前已存在的定位算法具有更高的定位精度。
关键词：单站无源定位；角度变化率；相位差变化率；多普勒频率变化率；扩展卡尔曼滤波
中图分类号：ＴＮ９１５．０２； 文献标志码：Ａ
Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｏｂｓｅｒｖｅｒ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ
ＨＵＡ Ｔｉｅ．ｚｈｏｕ。ＬＩ Ｄｏｎｇ—ｈａｉ。ＨＵ Ｄｅ—ｘｉｕ
（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｂｓｅｒｖｅｒ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒａｃｋｉｎｇ（ＳＯＰＬＡ１）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｅｃｏｍｅｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｐｏｐｕｌａｒ ｉｎ
ｔａｒｇｅｔ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅｓ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ
单星无源定位原理及精度分析
第５１卷第６期 ２０１１年６月 电讯技术 Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｆｉｎｇ Ｖｏ１．５１ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１１
文章编号：１００１—８９３Ｘ（２０１１）０６—００１７—０４
单星无源定位原理及精度分析
龙 宁
（中国西南电子技术研究所，成都６１００３６）
摘要：针对通信、测控信号窄带、信号持续时间长的特点，分析了通信信号、测控信号工程可实现的
测频精度，论证了在单星平台上利用频率定位方法实现通信、测控信号高精度定位的可行性．并根据 ５ ｋｍ定位精度指标要求计算了对信号持续时间、信号载频、频率测量误差／７．．３Ｌ星轨道高度的要求， 研究结论对单星无源定位系统定位精度指标的论证与分解具有借鉴意义。
关键词：单星无源定位；通信信号；测控信号；高精度定位 中图分类号：ＴＮ９７；ＴＮ９６７．１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００１—８９３ｘ．２０１１．０６．００４
Ｓｉｎｇｌｅ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＬＯＮＧ Ｎ ｇ
（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６ １００３６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ａｎｄ ｌｏｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ＴＴ＆Ｃ ｓｉｇｎａｌｓ，ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙⅡ ａｓｕＨ ｎｅｎｔ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌｓ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｓ ａｎａｌｙｓｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ＴＦ＆Ｃ ｓｉｇｎａｌｓ Ｏｉｌ ｓｉｎｇｌｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗｉｔｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｅｄ ｉｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｓｉｇｎ￣ｄｔｔｒａｔｉｏｎ，ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒ ａｎｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｏｒｂｉｔ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ５ｋｍ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｒ￣ｉｒｅｍｅ．ｔ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｆｕｌ ｆｏｒ ａｒｇｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎｄｅｘｅｓ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ；Ｔｒ＆Ｃ ｓｉｇｎａｌ；ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ
无源定位技术中滤波算法的应用研究
２００８年第３期 ２００８，Ｎｏ ３ 电了对抗 刚 ＣＴＲＯＮＩＣ ＷＡＲＦＡＲＥ 总第Ｊ２０期 Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．Ｊ２０ ・学术论文与技术报告・ 无源定位技术中滤波算法的应用研究 沈文亮郝志安 （中国电子科技集团公司第５４研究所，石家庄０５００８１） 摘要无源定位技术有着广阔的应用前景，在分析现有单站无源定位方法优缺点的基 础上，提出了一种基于无源测距的快速定位方法。接着针对常用定位算法在处理原始定 位数据过程中收敛速度慢和定位精度差的问题，设计了一种稳健的卡尔曼定位算法。仿 真结果表明这一处理算法具有较高的定位精度，较快的收敛速度和对初始值不敏感等优 点。这种处理思路还可以推广到更为复杂的定位情况中去。 关键词单站定位无源测距卡尔曼算法定位精度 Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ，Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｈｅｎ Ｗｅｎｌｉａｎｇ Ｈａｏ Ｚｈｉ’ａｎ （Ｔｈｅ ５４ｔｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｈａｓ ａ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ａｎ— ａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｎ￣ｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａ ｆａｓｔ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｓｓｉｖｅ ｒａｎｇｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎ，ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｌｏｗ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｅａｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｐａｓ— ｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ，ａ ｓｔｅａｄｙ ｋａｌｍａｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉ ｇｈ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｆａｓｔ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｄ ｎｏ—ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒ ｉｎｉｔｉａｌ ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｋａｌｍａｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉ— ｓｉｏｎ ０引言 单站无源定位技术是只利用一个观测平台对 目标进行无源定位的技术。由于所能获取的信息 收稿日期：２００７年１２月２７日 量相对较少，单站无源定位实现难度相对较大。 定位实现过程¨４ｊ通常是：用单个运动的观测站对 辐射源进行连续的测量，在获得一定量的定位信 息积累的基础上，进行适当的数据处理以获取辐 射源目标的定位数据，从几何意义上来说就是用
利用空频域信息的固定单站无源探测定位方法
第３２卷第３期 ２０１０年６月 探测与控制学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖｏ１．３２ Ｎ ０．３
Ｊｕｎ．２０１０
利用空频域信息的固定单站无源探测定位方法
万 方，丁建江，郁春来
（空军雷达学院。湖北武汉４３００１９）
摘 要：固定单站通过测量角度、角速度和多普勒频率变化率可实现对运动目标的无源定位，但该方法对角速
度的测量精度要求很高。为此，提出一种利用空频域信息的固定单站无源探测定位方法，利用波达方向、相位
差变化率、载波频率及多普勒频率变化率实现对运动目标的无源定位。分析和仿真表明；该方法回避了对角速
度的高精度测量，降低了对参数测量技术的要求，测距误差受角度和频率测量误差的影响较小，受相位差变化
率和多普勒频率变化率的测量误差影响较大。
关键词：空频域信息；单站无源定位；测距误差；误差的几何分布
中图分类号：ＴＮ９７１文献标志码：Ａ 文章编号：１００８—１１９４（２０１０）０３—００９１—０５
Ｆｉｘｅｄ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｂｓｅｒｖｅｒ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ
Ｓｐａｔｉａｌ—Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＷＡＮ Ｆａｎｇ，ＤＩＮＧ Ｊｉａｎｊｉａｎｇ，ＹＵ Ｃｈｕｎｌａｉ
（Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｒａｄａｒ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００１９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔｓ ｐａｓｓｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ａ ｆｉｘｅｄ ｓｉｎｇｌｅ ｏｂｓｅｒｖｅｒ ｕｓｉｎｇ ａｎｇｌｅ，ａｎｇｕｌａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ
Ｄｏｐｐｌｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｔｅ－ｏｂｃｈａｎｇｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｂｕｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｑｕｅｓｔｓ ｈｉｇｈ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ａｎｇｕｌａｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ．
无源定位原理
无源定位原理
无源定位原理是指在无源定位系统中，通过接收来自周围环境中的信号，利用信号之间的差异来确定目标的位置信息。无源定位技术是一种无线定位技术，它不需要目标自身发射信号，而是利用周围环境中已有的信号进行定位。
无源定位原理的核心是信号的差异性。在无源定位系统中，通常利用接收到的信号的强度、到达时间差或多径效应等差异来确定目标的位置。这些差异可以通过在系统中部署多个接收器来测量和分析，从而实现对目标位置的估计。
无源定位系统中常用的信号包括无线电频率信号、声波信号和光信号等。这些信号可以来自于环境中的无线电台、蜂鸣器、光源等。系统通过接收这些信号，并对其进行处理和分析，可以得到目标的位置信息。
在无源定位系统中，信号的强度是常用的一种定位指标。信号的强度受到距离和传播环境的影响。通常情况下，信号的强度随着距离的增加而减弱。通过测量接收到的信号的强度，可以估计目标与接收器之间的距离，从而推断目标的位置。
除了信号强度，到达时间差也是无源定位系统中常用的一种定位指标。到达时间差是指多个接收器接收到信号的时间差。通过测量信号到达不同接收器的时间差，可以计算出目标与接收器之间的距离差。利用多个接收器的测量结果，可以得到目标的位置。
多径效应也是无源定位系统中的一个重要因素。多径效应是指信号在传播过程中经历的多个路径的干扰和反射。多径效应会导致信号的强度和到达时间发生变化，从而影响定位的准确性。为了降低多径效应的影响，可以采用信号处理算法进行补偿和校正。
无源定位技术在室内定位、室外定位以及无人机定位等领域具有广泛应用。在室内环境中，可以利用WiFi信号、蓝牙信号等进行无源定位。在室外环境中，可以利用GPS信号进行无源定位。无人机定位中，可以利用雷达、光学传感器等进行无源定位。这些应用都是基于无源定位原理，通过分析接收到的信号来确定目标的位置。
无源定位原理是一种利用接收到的信号差异来确定目标位置的定位技术。通过测量信号的强度、到达时间差或多径效应等差异，可以实现对目标位置的估计。无源定位技术在各个领域都有广泛的应用前景，为人们的生活和工作带来了便利。
有源无源一体模式下目标定位及其精度研究分析
２０１３年第６期 ２０１３．№．６ 电子 ＥＩ ＣｒＲ０ＮＩＣ 对抗 总第１５３期 Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．１５３
有源无源一体模式下目标定位及其精度研究分析
张政超 李文臣 王立平 李 宏
（６３８９１部队，洛阳４７１００３）
摘要在分析两站无源交叉测向平面定位的基础上，提出一种测向、时差联合定位的模
型，并分析了其定位原理和精度；推导了组网雷达的探测精度表达公式，并比较了单站、两 站、三站雷达定位精度的差异。在此基础上，结合有源组网探测的优点和无源侦察只被动
接收、不辐射信号的优点，提出了有源无源一体模式下的目标定位模型及其定位精度分 析，并对五站定位中的两种不同情况进行了仿真和分析，仿真结果表明，有源无源一体模
式下的目标定位方式能有效地对目标进行定位并有良好的定位精度。 关键词 测向 时差联合定位组网雷达探测精度有源无源一体模式
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｔａｒｇｅｔ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅ
Ｍｏｄｅ ｏｆ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ
Ｚｈａｎｇ Ｚｈｅｎｇｃｈａｏ Ｌｉ Ｗｅｎｃｈｅｎ Ｗａｎｇ Ｌｉｐｉｎｇ Ｌｉ Ｈｏｎｇ （Ｕｎｉｔ ６３８９１，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ２ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｐａｓｓｉｖｅ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｌｏｃａｔｉｏｎ，ａｎ ｕｎｉｔｅｄ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ
ｏｆ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｓ ａｄｖａｎｃｅｄ，ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉ— ｓｉｏｎ ａｌｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｔｉｏｎ ｒａｄａｒｓ ｉｓ ｄｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｍｏｎｇ １，２，ａｎｄ ３ｓｔａｔｉｏｎｓ ａｌｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
基于TDOA和DOA测量的单站无源定位方法
第２７卷第６期 ２００６年１１月 吉首大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｓｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．６ Ｎｏｖ．２ｏ０６
文章编号：１００７—２９８５（２００６）０６—００６０—０４
基于ＴＤＯＡ和ＤＯＡ测量的单站无源定位方法
乔 梁
（广东金融学院计算机系，广东广州５１０５２０）
摘 要：空中运动目标无源定位和跟踪技术在航空、制导等领域应用广泛．探讨了一种基于辐射源的信号到达时间差
（１Ｄ０Ａ）和信号到达方向（ＤＯＡ）信息，利用固定单站对机动目标进行无源定位与跟踪的新方法．在建立目标机动模型与测量
方程的基础上，运用修正增益扩展卡尔曼滤波（ＭＧＥＫＦ）算法，实现对机动目标进行定位与跟踪，讨论了其定位原理与算法，
计算机仿真验证了该方法的正确性与有效性．
关键词：单站无源定位；修正增益扩展卡尔曼滤波；方位角；俯仰角；方位角变化率 中图分类号：ＴＮ９１１．７３ 文献标识码：Ａ
无源定位的研究于２０世纪６０年代就开始了，并已在各方面取得了令人瞩目的成就．然而，随着无源
定位与跟踪的应用变得越来越广泛，需要研究的问题也越来越具体和深入．由于测量误差、噪声、干扰的存
在，如何在这种情况下进一步提高无源定位的定位精度已成为人们普遍关心的问题．无源定位系统本身不
发射电磁波，被动地接受辐射源的信号，根据辐射源信号的到达时间、方向等信息来确定辐射源的位置，具
有很好的隐蔽性．多个观察站定位需要各站协调工作，并且数据传送依赖于站间的通信情况，而单站定位
具有高度的独立性，因此，单站无源定位已成为当前目标跟踪领域的一个研究热点问题．对于单站无源定
位，由于观察量与目标状态参数的函数关系是非线性的，因此需要求解一组非线性方程组才能获得辐射源
的状态参数．非线性滤波最经典的算法是扩展卡尔曼滤波算法（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｋａｌｍａｎ Ｆｉｌｔｅｒ，ＫＥＦ），但由于ＥＫＦ
无源探测技术大作业二测向交叉定位方法
无源探测技术作业
主讲老师：成萍
作者
无源探测技术中测向交叉定位方法原理及应用
1、无源探测技术简介
现代化战争是高科技的战争。为了在战争中彻底准确摧毁敌方有生力量，瓦解敌方的战斗体系，保障我方部属安全，就需要知道敌方的准确位置。于是，定位技术成为现代战争体系中一项必不可少的关键技术，作为电子对抗的重要组成部分，一直受到人们的关注。
所谓定位是指，由单个或多个分布式的有源或无源探测器，通过探测目标（散射体或辐射体）反射或发射的信号，分析信号中的数据和有关参数，应用合适的数据处理方法，估计出目标在空间中的位置。通常，按探测器种类划分，定位可分为有源和无源两大类。有源定位指探测器自身要发射电磁波，通过接收目标的反射波和相关信息进行定位，其中最主要的就是雷达对抗技术。从最近几次高科技局部战争来看，针对传统雷达的电子干扰和抗干扰斗争愈发激烈，参战单位更注重隐身，反辐射导弹成为新宠，同时低空突防技术也获得更大发展。这些都使得传统雷达探测定位技术面临的障碍不断增加，使人们意识到必须发展新的定位技术。无源定位因此深受青睐，其发展速度一直呈上升趋势。所谓无源定位就是指，探测器自身不发射电磁波，仅利用目标本身辐射或散射第三方辐射波进行定位。相对于有源定位，其具有隐蔽性和反电子侦察能力强的突出优点，从而成为现代战争中机载对敌、对海攻击以及对付隐身目标的远程预警系统的重要组成部分，大大提高了战斗系统在电子战环境下的生存能力和作战能力。
相对于传统的有源定位系统，无源定位系统有以下四大优点：
1、最大的优点在于工作时本身不发射电磁能量，具有良好的隐蔽性，能有效地抵抗反辐射导弹和反侦察定位系统，生命力强，适应环境快。
2、无源定位技术与收发分置的双基或多基雷达系统类似，且工作在甚高频和超高频，因此能更有效地对隐身目标进行探测定位。
3、无源雷达系统自身不发射信号，省去了昂贵的高功率发射机和收发开关及相关电子设备，使系统制造和维护成本大幅降低。当前，世界上一些国家在新型功率器件方面对我国采取禁运的手段，因此此项优点对我国情况有很大吸引力。
关于无源定位技术的应用与发展的思考
关于无源定位技术的应用与发展的思考
高程
中国人民解放军第四三二八工厂 军械光电车间，山西 长治, 046011
摘 要：无源探测与定位系统因其具有有效对抗电子干扰、反辐射导弹、低空突防和隐身武器的优点（四抗）,日益受到各国武器装备研究机构的重视,并得到超常规发展和广泛应用，本文从分析无源定位装备及关键技术，阐述了无源定位体制与装备的发展趋势。
关键词：无源；定位技术；四抗
电子干扰、反辐射导弹、低空突防和隐身武器已成为当今雷达面临的四大威胁，传统的有源雷达不仅很难完成预定的任务，而且自身的生存也成了紧迫的问题。被动探测系统本身不发射电磁波，完全是被动工作方式 ，受到各国的广泛重视。其优点在于工作时本身不发射电磁能量，具有良好的隐蔽性，能有效地抵抗反辐射导弹和反侦察定位系统，生命力强，适应环境快。无源定位技术与收发分置的双基或多基雷达系统类似，且工作在甚高频和超高频，因此能更有效地对隐身目标进行探测定位。无源雷达系统自身不发射信号，省去了昂贵的高功率发射机和收发开关及相关电子设备，使系统制造和维护成本大幅降低。外辐射源的天线都设置在贴近地面的高处，因此对低空飞行的飞机和巡航导弹有利，具有良好的抗低空突防性能。
1、无源定位技术概述
无源探测定位系统本身并不携带辐射源，只接收、处理包含目标位置、运动状态的信号进行目标探测和定位。从信号的形式上进行分类，可将各种无源探测定位系统分为基于可见光波、红外波、紫外波、声波和电磁波等信号的无源探测定位系统。很多现有装备中采用多种技术手段相配合的方案，无源定位装备体系结构与光波、声波等信号形式相比，电磁波具有穿透能力强 、受环境影响小和作用距离远等优势，成为无源定位系统普遍采用的重要信号形式。根据电磁波信号的来源不同可将无源定位系统分为利用非协作外辐射源信号和利用目标辐射源信号两大类。利用非协作外辐射源的无源定位系统是利用非协作外辐射源的无源定位系统，指无源定位系统不是接收目标辐射源辐射的信号，而是接收目标以外的辐射源辐射的信号及经过待定位目标散射后的信号进行探测和定位 。非协作外辐射源信号包括广播电台、电视台、通信台站、直接广播系统等民用辐射源，民用辐射源具有工作频率低、覆盖范围广、低空无盲区和发射功率大等特点 。所以利用非协作外辐射源信号的无源定位系统具有较好的反隐身性能和低空探测性能，利用目标辐射源的无源定位系统是通过截获处理待定位目标自身携带的信号辐射源所辐射的来波信号进行定位。