基于GDOP的三站时差定位精度分析

为了满足三站时差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位系统对定位精度的要求,论述了三站时差定位原理。用几何稀释精度(Geometric Dilution of Precision,GDOP)分析定位精度并做了仿真。对仿真结果进行分析,讨论站址测量误差和时差定位误差对定位精度的影响,提出要满足时差定位精度要求所需要达到的站址测量误差和时差测量误差指标,以及在工程实现中提高时差定位精度的方法。     

空间三站时差定位精度分析

基于空间三站时差定位的经典算法,对由站址误差及时差测量误差引起的定位误差进行研究,分析了定位精度与站址误差、测量站分布及与时差测量误差的关系,并对定位精度的几何分布给出了仿真结果。     

四站时差无源定位精度分析

在推导时差无源定位和定位精度的基础上,重点分析了T型、Y型、菱形、正方形等典型四站布站的定位精度;分析了布站基线长度、布站高度、站址误差、测量误差等因素对定位精度的影响;分析了不规则布站对定位精度的影响.仿真结果表明,四站时差无源定位精度与布站方式密切相关,工程应用应根据不同需求选择适合的方案.     

观测站存在位置误差条件下基于MDS的多站时差定位算法

为了降低无源定位中观测站站址误差对定位精度产生的不良影响,论文提出了一种基于多维尺度分析的多站无源时差定位解析算法。算法建立了存在站址误差时关于目标位置的线性方程组,推导了方程误差与时差测量误差和站址误差之间的关系式,将误差的统计特性融入到新的加权矩阵之中,使用加权最小二乘方法对目标位置进行了求解。仿真实验表明,算法对于小测量误差具有无偏性,其定位精度能够达到克拉美罗下界,相对于Ho K C的解析算法具有更好的稳健性。      

时差无源定位精度分析及其等效推算试验方法研究

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。     

目标高度对三站时差定位精度的影响

由于三站时差定位系统不能进行三维定位,因此目标高度便成为三站时差定位系统误差产生的主要因素之一。详细分析高度对三站定位系统定位精度的影响对于正确评价一三站时差定位系统具有极其现实的意义。本文重点分析了目标高度对三站时差定位精度的影响,并进行了数值分析。     

三站时差定位的精度分析与推算模型

从三站对辐射源联合时差定位的原理入手,总结出基于时差误差与站址误差分离的定位精度模型,估计了目标高度引起的平面位置定位误差范围,通过计算机仿真得出了关于定位误差分布和布站选择的有益结论,最后给出了定位精度推算模型.     

无人机载多站无源定位系统精度分析

无人机载多站无源定位系统构成简单,优点众多,是一种先进的探测侦察系统.对采用到达时间差(TDOA)定位的多站无人机无源定位系统进行了研究,详细推导了时差无源定位原理和定位精度,仿真分析了布站方式、站址误差、测时误差,以及基线长度对定位精度的影响.仿真结果表明Y型和倒Y型布站方式,定位精度比其它布站方式高;菱形布站方式在偏离基线方向(Y轴方向)具有较好的定位精度;主站与辅站的基线距离越长,定位精度越高;站址误差与测时误差越大,定位精度越差.在实际的布站中可以综合考虑以上因素,根据实际需要,采用最佳的布站方式,从而得到比较好的定位精度.     

目标高度对三站时差定位精度的影响

由于三站时差定位系统不能进行三维定位，因此目标高度便成为三站时差定位系统误差产生的主要因素之一。详细分析高度对三站定位系统定位精度的影响对于正确评价一三站时差定位系统具有极其现实的意义。本文重点分析了目标高度对三站时差定位精度的影响，并进行了数值分析。     

空间三站时差定位的模糊及无解问题

通过分析空间三站时差定位的经典算法,对模糊及无解问题的产生进行了探讨,分析了无解的分布与布站、站址误差和时差测量误差之间的关系,提出了解决模糊及无解问题的方法。在实际应用中,应充分运用目标先验信息,合理使用消除定位模糊的方法以降低系统复杂性,提高运算效率,同时优化测量站布局,使目标区域避开无解分布区。     

小波分析法解决无线定位跟踪问题

无线定位中,信号的非视距传播（NLoS）很大程度上决定了移动台的定位精度,而小波分析理论在信号处理中有较为明显的优点,提出了一种在蜂窝网络中非视距环境下对移动台（MS）的定位及跟踪算法。利用小波变换对信号的分解和重构,实现了对TDOA测量值误差的修正,再利用经典Chan算法对移动台位置进行估计,配合相应的距离门限值对移动台的位置进行跟踪定位。仿真结果表明,该算法能够有效地实现对移动台位置的静态定位和动态跟踪,并明显优于同等环境下经典算法的仿真结果,有效提高了定位精度。     

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。     

基于相位变化率的三维定位技术

传统的无源定位方法定位时间长、定位精度较低。文中针对该问题,提出了一种基于相位差变化率的三维定位方法,该方法通过三单元天线阵获取相位差变化率,实现了辐射源定位,其定位精度高、定位速度快。同时分析了定位误差与测量误差的关系,给出了定位误差表达式。通过仿真分析了相位差测量误差以及相位差变化率测量误差对于定位精度的影响,仿真结果表明,相位差变化率误差对定位精度的影响最大,是制约精度提高的主要因素。     

非规则布站对时差系统定位精度的影响分析

针对多基站雷达系统在实际工程中由于地形因素或任务条件影响而无法进行规则布站的问题,文中对各种非规则布站条件下的系统定位精度进行理论仿真分析。文中分别从布站的基线长度、基线间夹角和基站间高度差3个方面研究非规则布站对系统定位精度变化的影响,发现在各种条件的非规则布站方式下,系统在不同定位区域的定位精度分布规律。该结果可为实际工程中多基站雷达的站址选择提供理论依据。     

四站无解及模糊问题的增站处理方法

针对无源时差定位系统中存在系统误差和偶然误差而产生的定位模糊和无解的问题,在研究以伪逆法作为求解方法的四站定位基础上,依据不同布站形式其定位结果不同的事实,采用增加一个测量站的方法进行求解定位。对5个接收站接收到的目标信息时间差,采用主站循环的方式分别进行解算,对解算结果进行相关性分析、模糊值剔除,并对小于5个的正确解算值进行融合处理,最终得到目标的位置信息。通过对真实数据加上随机误差进行仿真试验验证,结果表明,该方法能够解决四站无解及定位模糊问题,同时提高了对目标辐射源的定位精度,并十分适用于工程实现。     

基于伪到达时的无源定位精度分析

无人机具有体积小、功耗低、重量轻等优点。结合无源定位,提出了应用伪到达时间定位技术的无人机多站无源定位模型,给出了定位原理,并详细推导了定位精度。仿真分析了基线长度、站址校准时间间隔对定位精度的影响。根据理论仿真的效果,可知提高目标定位精度的方法有增加站间距离和减少站址校准时间间隔。     

天波超视距雷达海面目标定位方法研究

对单基地天波超视距雷达目标定位精度不高的原因进行了分析,通过仿真计算,给出了电离层虚高和目标方位角所引起的单站目标定位误差,提出了一种利用多基地天波超视距雷达发射站、接收站、电离层与目标之间几何关系,构建非线性定位方程组,实现对目标高精度定位的方法。由于非线性定位方程组中不涉及目标方位角,仅包含电离层虚高和目标位置等未知量,所以通过解方程组能够获得精确的目标位置,消除目标方位角和电离层虚高测量误差所引起的定位误差。通过仿真,验证了该方法的正确性。     

基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析

飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°~1°范围内以及飞行高度在1 000~8 000 m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23~65 m;斜视定位（-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°）大地高误差为20~30 m,平面定位误差为24~71 m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。     

智能空间中RSSI定位问题研究

定位服务是智能空间所必须提供的基本服务,而定位精度的高低在很大程度上取决于距离测量精度.本文分析了现有无线测距技术运用到智能空间中存在的诸多问题,结合无线传感器节点的硬件特性,选择了基于RSSI的定位技术,提出了三种基于RSSI定位的实现机制:最小二乘曲线拟合法,信号强度分布法以及混合定位法.在此基础上,针对所提出的三种定位技术从定位计算量、定位误差等方面进行了实验测试与对比分析.结果表明,混合定位法所需的计算量小、定位精度高,能更好地满足于资源受限环境下的定位服务需求.由此可见,借助于本文提出的混合定位法,结合适当的迭代定位算法可以有效地应用于实际系统的定位.     

双分布孔径红外系统的协同定位与精度分析

针对城市防空背景下利用两个分布孔径红外系统(DAIRS)对目标进行测距的问题,从目标成像的角度,构建了双DAIRS协同定位模型,推导了定位误差公式。误差分析除了考虑目标投影点的测量误差外,还增加了红外告警单元标定不准确等原因造成的系统误差。当目标在不同传感器上依次成像时,通过对定位误差延续性的分析表明在忽略视场限制的情况下,可以用其中的一个配对组来对处于不同视场交叠区的目标进行误差分析。最后,仿真分析了影响目标定位的主要因素,结果表明:减少组成DAIRS传感器数目对定位精度影响较少,该方面可以在一定程度上降低系统的高成本,另外当两个DAIRS之间的距离增加1/3时,定位误差可以降低一半。