三星时差定位系统的多时差联合定位方法

辐射源的定位精度是无源被动定位系统重要的性能指标,如何提高定位精度也是一直被关注的重点问题。在三星时差定位系统中,由于时差的测量精度有限,单脉冲时差定位的精度受到限制。为了提高辐射源定位精度,该文提出一种多时差联合定位方法,即综合利用多个脉冲的时差进行定位。该方法首先计算每个脉冲到达时刻的三星位置,然后联立所有脉冲的时差方程及地球方程,利用非线性最小二乘方法估计辐射源的位置。仿真结果表明该方法能够提高辐射源的定位精度,是一种定位精度比较高的、稳定而有效的定位方法。      

基于概率的空间三机时差-频差联合定位

针对传统泰勒展开定位算法的定位精度不高问题,提出了一种基于概率理论的时差(TDOA)与频差(FDOA)联合定位的新方法,该方法利用到达三机的时差和频差构建非线性方程组,通过概率算法将非线性方程组转化为线性方程组,求解可得目标的估计位置.仿真表明,该方法较泰勒展开法相比,有很高的定位精度.     

基于时差多参的单脉冲信号实时配对分选

现有的分选算法均或多或少地存在对复杂调制信号难以分选、分选正确率低、对低重频信号分选效果差以及实时性差等问题.本文针对以上问题,提出了一种基于多站时差和多参数信息联合的单脉冲信号实时分选方法.该方法首先引入时差窗,对多站接收到的脉冲信号进行粗配对,分别得到多个可能与主站单脉冲正确配对的"脉冲对"序列;然后,利用脉内多参数信息对"脉冲对"进行精确匹配,获得真实配对的"脉冲对",进而计算"脉冲对"对应的时差并得到"时差对"序列;最后,在误差容限内,依据时差的不变性,实现对单脉冲信号的实时分选.仿真结果表明,与现有算法相比,该算法能够对复杂脉间和脉内调制信号、超低重频信号甚至单脉冲信号进行有效分选,具有较高的分选正确率和较好的分选实时性.     

基于多站的时差和多普勒频差联合定位

讨论了多基站无源雷达的时差和多普勒频移定位算法。给出了时差和多普勒频差联合定位算法,并应用基于Gauss-Newton的批处理方法进行求解,提高定位精度。仿真结果表明,时差-多普勒频移联合定位对定位精度的提高有效可行,也克服了时差定位解模糊的问题。     

一种基于角度和时差信息的改进型滤波算法

联合角度（DOA）信息和时差（TDOA）信息对运动目标进行多站无源定位实质上是一种非线性估计问题。文章基于DOA和TDOA信息，提出了二种多站对三维空间目标进行定位跟踪的修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法，文中分别推导了角度观测方程和时差观测方程的修正增益函数。计算机仿真表明该算法的定位精度和稳健性能均要高于扩展卡尔曼滤波（EKF）算法。     

基于WGS-84的双星时差/频差定位算法及误差分析

研究了低轨道双星通过测量时差和频差对地面固定辐射源进行无源定位的问题。双星时差/频差定位算法是时差、频差单独定位公式和WGS-84地球椭球模型的结合,该算法通过迭代的方法提高了定位精度。文中结合定位误差算法和定位精度的GDOP算法,通过仿真、对比系统地分析了影响双星时差/频差定位系统定位精度的因素,分析结果对双星定位系统的应用具有借鉴意义。     

基于已知目标高度下的三站时差定位

传统的三站时差定位算法虽然可以得到目标的经纬度,但对于空中目标,海拔高度必然成为影响系统定位误差的主要因素。为降低该干扰,文中提出了一种基于已知目标高度下的三站时差定位算法,并采用了真实数据对该算法进行了针对性仿真分析。仿真结果表明,该算法有效降低了空中目标高度带来的计算误差,提高了定位精度。     

三机时差频差联合定位精度分析

从时差频差联合定位方程组出发,基于牛顿迭代法求解定位结果,并从理论上分析定位误差,说明时差频差联合定位的特点。考虑到双机时差频差定位中固有的定位结果模糊和定位精度不高2个问题,提出三机联合定位,通过飞机的两两组合消除定位结果模糊,并通过数据融合提高定位精度。通过仿真验证三机定位相对于双机在解定位模糊和精度方面要优于双机定位。     

基于铷原子钟的时差定位技术研究

针对当前时差定位系统中存在时间测量误差较大的问题,提出了基于高性能铷原子钟的时差定位技术,介绍了时差定位的模型、铷原子钟的工作原理和性能指标,并分别对传统时差定位系统和基于铷原子钟的时差定位系统的定位精度进行了仿真计算,结果显示基于铷原子钟的时差定位系统的定位精度较传统时差定位系统的定位精度提高了9倍多.     

短基线时差无源定位方法研究

由于短基线时差无源定位受到辐射源目标到达时间测量精度和多站间定位精度的影响,使得短基线时差无源定位精度比长基线情况要差。本文研究了短基线时差无源定位的滤波算法,推导了时差定位的推广Kalman滤波算法公式。仿真结果表明,该算法可有效提高短基线情况下的时差无源定位精度。     

运动TDMA系统目标时差定位算法

根据时分多址(TDMA)系统的同步特征,利用TDMA运动目标准周期性信号的到达时间,提出了3种在三站时差定位系统中实现目标定位的算法.采用目标运动分析的方法,对TDMA目标位置的可观测性进行分析,提出了目标运动分析时差定位算法,利用目标航迹上多个位置的时差实现目标的定位.运用目标运动分析测距算法,提出了测距与传统时差定...     

一种融合时差频差和测向的运动目标跟踪方法

传统的星载无源定位系统对空中辐射源定位求解通常采用假设高程的方法,高程假设误差将对定位跟踪精度造成较大影响。为实现未知高程运动辐射源的高精度定位跟踪,针对异轨三星构型的无源定位系统,提出了一种基于时差、频差和二维测向融合的迭代扩展卡尔曼滤波(Iterative Extended Kalman Filter, IEKF)跟踪方法。在WGS-84坐标系下建立了状态方程和观测方程,并采用IEKF方法对目标状态进行估计。仿真结果表明,该方法可对未知高程的运动目标进行高精度状态估计,典型仿真场景下的目标高程估计精度达到百米量级,相对于已有方法收敛时间更短,并且在卫星覆盖范围内具有更大的高精度定位跟踪区域。     

基于樽海鞘群算法的无源时差定位

针对无源时差(TDOA)定位的非线性方程解算问题,论文使用一种名为樽海鞘群算法(SSA)的新的群体智能优化算法。首先,该算法采用一种新的群体更新模型,充分平衡迭代过程中的探索行为与开发行为,在保证搜索的全局性与个体的多样性的同时,改善了其他智能优化算法容易陷入局部极值的问题。其次,该算法控制参数很少,运算速度明显提高。该算法的收敛速度十分稳定,定位精度更高。仿真结果表明,樽海鞘群算法在3维时差定位中能够快速、稳定地收敛至目标位置,对传统粒子群算法(PSO)、改进的线性权重粒子群算法(IPSO)与SSA的定位精度进行比较,SSA精度明显高于PSO与IPSO。     

短波时差定位中电离层参数对定位影响仿真

在短波波段,由于电离层反射传播,电波传播路径与实际地面距离存在较大差异,传统时差定位方法不再适用.文章提出一种基于电离层射线追踪技术的时差定位技术,在此基础上,仿真分析了电离层参数对定位精度的影响.结果表明:在准确获取电离层信息情况下,本方法可准确定位目标;电离层测量误差对定位精度影响较大;站点增加可提高定位精度,降低对电离层参数获取精度要求.仿真结果为短波时差定位系统研制以及电离层参数获取精度要求提供了理论依据.     

高精度无源定位技术的研究

通过对现有的无线网络定位技术(包括网络定位、终端定位、有源定位、无源定位)和各种定位算法(包括具有解析表达式解的算法、递归算法)的深入研究和分析,提出一种高精度的无源定位技术方案。这种定位技术采用无源网络定位模式,同时计算多个TDOA值,由地面定位站根据多个TDOA值解算出位置,以提高定位精度。面对用户对定位精度要求的日益提高,高精度地面无源定位系统将会有广大的市场前景。     

基于地球椭球模型的地基无源定位解析算法研究

对于多站无源定位而言,采用最小二乘等方式的解析算法通常要求增加冗余站实现方程组的线性转化,算法成本和复杂度高,采用泰勒展开等方式的迭代算法在初值较差时易迭代发散、陷入局部最优。针对此类问题,结合地基无源侦察特点和时差中点测向特性,提出了3种基于地球椭球模型的地基无源定位近似解析算法。仿真验证表明,测向定位近似解析算法精度很高,可替代迭代法进行工程应用,时差定位和联合定位近似解析算法作为迭代法初值时能够快速实现迭代收敛。相较于传统的解析算法,提出的3种近似解析算法计算复杂度低,无需增加冗余观测站且不涉及高次方程求解。     

联合角度和时差的单站无源相干定位加权最小二乘算法

针对利用单个观测站接收多个外辐射源信号从而实现对目标定位的单站无源相干定位问题, 该文提出了一种联合角度和时差的加权最小二乘定位算法。首先, 将角度和时差的观测方程线性化处理, 考虑方程中的各项误差, 将定位问题建立为加权最小二乘模型。然后利用迭代方法对模型求解。最后, 对算法的定位性能进行了理论分析。仿真结果表明, 不同于仅时差定位方法至少需要3个外辐射源才能定位, 联合角度和时差定位方法仅需一个外辐射源即可定位, 且在同样数量外辐射源条件下估计精度高于仅时差定位;算法的均方误差低于最小二乘算法, 在时差测量噪声较大时定位精度仍然能逼近克拉美罗界。此外, 对系统几何精度因子图的分析表明, 目标及辐射源的位置对定位精度也有重要影响。      

误差校正下外辐射雷达无源定位算法

针对多基外辐射源雷达定位中存在系统误差的问题,提出了一种基于到达角度(DOA)与到达时差(TDOA)的外辐射源雷达无源定位和系统误差校正算法。首先,该方法引入辅助变量对非线性的DOA 和TDOA 量测方程进行线性化,利用迭代加权最小二乘算法得到对目标位置和系统误差的联合估计;然后,利用辅助变量与目标位置的关联性,设计了一种关联最小二乘算法对初始估计值进行改进;最后,通过后验迭代估计进一步提高目标定位精度。仿真结果表明该算法能够有效地估计系统误差和目标状态。     

基于正则化约束总体最小二乘的单站DOA-TDOA无源定位算法

针对利用单站外辐射源的目标无源定位问题,该文提出一种联合到达角度和时差信息的正则化约束总体最小二乘(RCTLS)定位算法。首先,将非线性的到达角度和时差的观测方程进行线性化处理,分析了方程系数矩阵可能出现的病态问题,将定位问题建立为RCTLS模型,并采用牛顿迭代方法对模型求解,从而得到目标位置估计。最后,推导了算法的理论误差,并按照均方误差最小的原则推导了正则化参数的最优值。仿真结果表明,算法的定位精度和鲁棒性均优于约束总体最小二乘(CTLS)算法。此外,对系统几何精度因子图的分析表明,目标及外辐射源的位置对定位精度也有影响。     

无源多站时差定位技术研究及在频谱监测中的应用

研究了无源定位中时差定位的方法及其应用。通过此方法来确定在频谱监测系统中检测到的发射异常信号的信源位置。仿真实验证明本定位方法切实可行,并且在实践中有很好的指导意义。