影响无源定位精度的多种误差原因分析

无源定位精度作为对目标定位最为核心的一个技术指标,其定位技术方法有测向/ 交叉定位法、单站快速定位法、比相定位法、测时差定位法、测向/时差定位法、多普勒频率定位法、方位和频率定位法、相位差变化率和多普勒变化率定位法等。同时,比幅测向误差、定位模糊区、系统随机误差、定位站配置与布站方式、多径传输、时差、多普勒频移等多种因素均会对定位精度产生影响。文中主要探讨无源定位的分类及技术方法,分析多种误差影响无源定位精度的原因,以及减小影响无源定位精度的方法。     

两机动平台协同测向测时差定位分析

阐述了两机动平台协同空对地测向测时差无源瞬时定位方法，采用Matlab对该方法的定位精度进行了仿真分析，同时与两机动平台协同空对地测向交叉瞬时定位的结果进行比较，分析了影响定位精度的主要因素；在此基础上，提出了一种实现两机动平台协同空对地测向测时差无源瞬时精确定位的基本思路。     

无源雷达协同定位精度分析

通过对无源雷达测向定位和时差定位原理的分析,推导出定位精度的一般表达式及理论曲线。采用最小均方误差法对两种定位算法的结果进行融合,得出组合定位误差的分布,并讨论影响组合定位精度的因素。最后通过场景仿真,验证了精度计算方法的正确性。     

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。     

基于EKF的双站测向/时差联合定位算法

针对目前测向精度不能满足高精度定位需求以及双站测向/时差联合定位单次定位精度差的问题,在双站测向/时差联合定位原理基础上,推导了基于测向/时差参数测量的扩展卡尔曼滤波(EKF)定位算法,并仿真了固定基线构型下所提算法的定位性能。结果表明,算法能以较快的速度收敛,定位精度相比单次定位提升10倍以上,为低成本、高精度定位系统提供了技术支撑。     

多舰协同侦察的无源测向时差定位方法

实现空中目标的无源时差定位一般至少需要4站,而测向交叉定位只能对平面目标进行定位,文中提出了改进型的无源测向时差定位方法.该方法在测向定位的基础上增加了目标到达舰载侦察雷达的时差信息,两舰之间通过测向交叉和时差计算能实现对目标的定位,通过两两配对则可以获得多组目标位置的测量结果,然后对这些结果进行简化加权最小二乘点估计,从而获得一个比较理想的定位结果.最后,根据不同的舰艇编队队形情况进行三舰测向时差定位的GDOP分析,并对仿真结果进行了分析.     

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。     

多站无源时差定位技术

本文在对多站无源时差定位的原理及算法进行介绍的基础上,对多站无源时差定位方法的定位误差进行了理论分析,建立了无源定位精度模型,并且提出了消除虚假定位点的几种方法。     

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。     

高重频雷达精确快速定位的方法

贯穿于电子战整个过程的无源侦察定位在电子对抗中具有极其重要的作用。其中,时差定位具有较高的定位精度。本文在分析了对高重频雷达目标的时差定位的基础上,提出了基于时差和测向定位的方法,能较好地解决高重频雷达目标的定位问题和实现对目标的连续跟踪。     

RSS协助的ray-tracing室内定位算法

针对室内定位,当信号受到非视距(non-line-of-sight, NLOS)和多径传播的影响时,本文提出一种接收信号强度(Received Signal Strength, RSS)协助的Ray-tracing室内定位算法,改进已经提出的基于虚拟基站方法的信号到达时间 (Time of Arrival, TOA)和信号到达角度(Direction of Arrival, DOA)室内无线信号Ray-tracing模型,利用信号RSS测量值优化算法,实现TOA、DOA和RSS协同定位,提高室内多径及非视距环境下,无线定位的精度,降低算法复杂度,提高算法处理信号多重散射的能力并降低了对基站的依赖性适用环境更为广泛。首先通过RSS得到信号源可能存在的位置,随后利用Ray-tracing原理并使用虚拟基站,将非视距路径定位问题转化为视距路径定位问题,利用TOA和DOA对直射、透射、反射和绕射情况进行分析建模,最后使用最小二乘法对可能的位置进行筛选,得到信号源的最终位置。仿真结果表明,本算法较改进前拥有更高的定位精度。      

基于总体最小二乘算法的多站无源定位

将总体最小二乘算法应用于多站无源定位中,分别提出了基于角度估计的总体最小二乘算法,基于时差估计的总体最小二乘算法以及基于角度和时差估计的总体最小二乘算法。算法首先把非线性的观测方程转化为伪线性的观测方程,然后构造增广矩阵,并对该矩阵进行奇异值分解即可估计出目标位置,因此无需迭代计算或者获得目标位置的粗略估计,仿真结果表明该算法具有较高的定位精度。     

基于TOA和DOA的固定单站无源雷达跟踪方法

单个固定观测站在被动条件下接收运动辐射源信号的到达时间(TOA)和角度(DOA)实现对其跟踪定位,由于其系统隐蔽性好、布站机动灵活受到广泛关注。针对以往利用TOA差分和DOA跟踪定位稳定性和精确度较差的情况,提出一种在辐射源已知的固定重复周期条件下对TOA取模,再结合DOA信息实现对辐射源的扩展卡尔曼定位跟踪滤波方法。仿真表明,该方法可以达到克拉美-罗下限(CRLB),具有高的定位成功概率。     

固定单站对三维运动辐射源无源定位算法及可观测性分析

实现固定单站对运动辐射源无源定位,传统的方法是测量TOA和DOA。本文将方位角变化率测量信息也引入该定位问题,提出了基于MGEKF(修正增益扩展卡尔曼滤波),对三维运动辐射源的无源定位跟踪算法。通过推导伪线性测量方程,本文进行了测量TOA和DOA对三维运动目标无源定位的可观测性分析。最后给出了计算机仿真结果。     

基于运动辐射体TOA和DOA测量的单站被动定位算法

本文探讨了一种基于单站测量运动目标的ＴＯＡ和ＤＯＡ信息，经过加权最小二乘估计和加权修正扩展Ｋａｌｍａｎ滤波处理进行快速定位的方法，并通过计算机仿真验证了其正确性，该方案在被动定位系统中有很强的实用性。     

一种全空域无源定位的传声器阵列

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列,但其在复杂环境中的定位精度不高。为满足全空域定位需求,提出了一种可对声源进行全空域无源定位的立体六元阵列,给出了定位算法和误差公式,并结合图象分析了时延估计误差对主要参量估计精度的影响以及估计参量误差随方位和俯仰的变化关系。该阵型减少了影响定位精度因素,并且将冗余信息进行融合提高定位精度。     

基于JADE算法定位技术的研究

文中重点对在TD-SCDMA系统中,采用JADE-MUSIC算法联合提取TOA和AOA定位参数,实现单基站定位的技术进行了分析和研究。通过上行同步偏移参量获得TOA值,通过智能天线的DOA估计获得AOA值,实现TOA与AOA相结合的单站定位是现在比较盛行的方法。但这种方法受限于同步偏移参量的步进。针对此,对基于经典JADE-MUSIC谱估计算法的联合AOA和TOA参数提取的单站定位技术进行区域划分进行一定的研究。     

估计目标速度矢量对运动辐射源的 固定单站无源定位算法

针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求,本文提出了一种测量目标辐射源脉冲到达时间(TOA)、到达方向(DOA),以及方位角变化率,实现固定单站对三维运动辐射源的无源定位算法.该算法基于运动学原理,充分利用了辐射源信号测量值的时空变化量信息,定位收敛速度快而且非常稳定,具有很强的实用性.文章最后给出了计算机仿真结果.     

子空间算法在OFDM信道时延估计中的应用

到达时延(TOA)和到达时延差(TDOA)定位算法是无线定位中应用最广泛的2种方法,TOA测量值的准确获取将影响定位的精确度。正交频分复用(OFDM)是实现无线多媒体通信的关键技术,利用OFDM信号的导频子载波所携带的信息,参考均匀线列阵的DOA估计过程,提出将MUSIC子空间法应用到OFDM信道的时延估计上。给出了OFDM符号内导频子载波分布的相关条件,对提出算法进行仿真实验,可以看出,导频子载波个数的增加和导频子载波间隔的扩大都可以提高估计精确度。