四站时差定位布站研究

提出四站时差定位布站几何分类，通过仿真分析各类各种图形布站的定位精度，得到四站时差定位布站方案，采用该方案可得到比较理想的定位精度，工程上易实现，具有较强的应用价值．     

站间基线不等时三站时差定位的误差特性

在按时差方程和平面几何关系得到的三站时差测距和测向解析解的基础上,基于误差理论分析了一维直线阵列在站间基线长度不相等时的测距和测向误差特性。由此发现,对于目标的测距测量,不等距布站具有降低测量误差的作用。     

基于最小二乘的时差定位算法

时差测量方程是非线性双曲线方程,可以通过引入中间变量将其转化为线性方程,对近年来国内外学者关于这种方法的时差定位算法进行了总结。当已知测量误差的先验信息时,可以采用两步加权最小二乘法和约束加权最小二乘法,当测量误差的先验信息未知时,还可以采用约束总体最小二乘的方法。在求解约束最小二乘问题时,采用常规的拉格朗日法计算复杂、运算量大,而采用高斯一牛顿法不仅可以大为降低运算量,还能提高解的精度和稳定性。此外,对约束加权最小二乘法和约束总体最小二乘法之间的关系进行了探讨,得到了它们等价性的条件。     

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。     

多站时差定位技术研究

给出了运动辐射源多站三维时差定位的算法模型和定位误差模型。并针对4种站址布局情况，初步计算了定位精度与布站的关系，给出了各种定位精度曲线仿真结果。     

基于半定松弛的时差定位系统优化布站算法

在时差定位系统中,观测站与目标的几何位置关系对定位精度有着重要影响。针对传统布站方法只适用于规则布站区域的不足,本文提出了一种新的可用于不规则布站区域内的近似最优布站算法。该算法所遵循的最优准则是使系统对目标的定位误差椭球体积下限达到最小,通过离散化布站区域将最优布站问题等价为一个组合优化问题,并采用半定松弛方法将难以求解的组合优化问题变换为一个易于求解的半定规划问题,从而得到规定布站区域内的优化布站方案。计算机仿真结果表明,该算法既可以用于规则布站区域也适用于不规则布站区域。     

基于约束加权最小二乘的多站无源定位

针对传统加权最小二乘算法在噪声较大时会出现门限效应的问题。本文将约束加权最小二乘算法应用于多站无源定位,分别提出了基于多站时差定位的约束加权最小二乘算法以及基于时差频差联合定位的约束加权最小二乘算法。算法首先将非线性观测方程转化为两个伪线性方程,然后对伪线性方程加入限制条件,得到目标位置。仿真实验表明,与经典加权最小二乘算法及其改进算法相比,新算法在计算量增大不多的情况下扩展了适用范围,当噪声超过门限值时依然能获得较高的定位精度。新算法对噪声具有较强的鲁棒性,能有效克服门限效应带来的影响。      

一种局部参考坐标系下的三站时差定位算法

论文针对三站时差定位计算过程中,会出现多解及选解模糊的情况,对一种通过低空基准平台对海地面或近地目标进行探测定位的三站无源时差定位算法进行研究。基于高精度的WGS-84地球模型,提出建立一种基于空中基准站覆盖区域的局部参考坐标系。在该坐标系下,通过坐标变换和近似处理,降低了时差方程中目标点在三维直角坐标系下未知坐标的维数,从而可按照一般三个基准站计算二维坐标的定位算法完成对目标点的三维定位,求解与判断较为容易,保证了计算结果的稳定性。然后通过迭代运算,进一步提高计算结果的精度。通过坐标反变换（线性变换）,可得到目标点在大地坐标系下的定位结果。仿真结果显示,对于我们所关心的目标区域,该算法因为避免了求解四次方程,并且运算过程中各坐标分量的几何意义明显,易于选解,从而解决了三站时差定位计算中常存在的定位模糊问题。该方法无需辅助其它测量信息（如测方位角等）,仿真运算中不存在选解错误的情况,其定位精度满足应用需求。      

基于线性校正的时差定位算法

在分析传统时差定位算法优缺点的基础上,提出了一种新的线性校正时差定位算法。该算法首先根据方程误差非零均值的特点,对原始线性方程进行了修正,并在无约束条件下得到用户位置和距离的初始估计值,然后在初始位置估计值处对估计量进行了线性近似,并对原始的方程误差代价函数进行了等价替换,最后利用加权最小二乘方法得到了校正后的目标位置估计。仿真实验证明了本算法的有效性。     

基于非线性最小二乘的三星座时差定位综合算法

提出一种基于非线性最小二乘(NLS)的三星座时差定位综合算法.该算法不使用WGS-84椭球模型作为定位约束条件,通过对卫星过顶前后的两组弱观测数据进行综合、配对处理,实现对目标的精确定位.仿真结果表明,该方法不仅对弱观测数据具有较好的定位精度,而且不受目标高程约束,当目标高程不确定时,仍具有稳健的定位效果.     

基于TDOA无线定位的NLOS误差抑制算法

在无线定位算法中,非视距误差是影响定位精度的一个重要因素。为了减小NLOS误差的影响,文中提出了一种基于TDOA的NLOS误差抑制算法。该算法引入信息阈值和修正参数,对卡尔曼滤波迭代过程进行改进,有效地抑制了TDOA测量值中的NLOS误差。仿真结果表明,该算法在NLOS误差严重且误差模型不确定的环境下仍可保持较高的定位精度,且性能优于已有基于卡尔曼滤波的NLOS误差抑制算法。     

多站无源时差定位精度分析

针对在多站无源时差定位系统中影响目标定位精度的因素,分析了时差测量误差和站址误差对目标定位精度的影响。影响时差测量精度的因素有接收机热噪声、多普勒效应、站间同步误差、本地时钟误差和大气等因素。通过分析各个因素对目标定位精度的影响程度,在特定布站方式下,仿真计算得到在固定时差测量误差和站址误差下可能达到的目标定位精度,并根据主要误差来源提出相应的提高定位精度的措施。     

一种基于最小均方误差准则的唯方位定位方法

为了使目标位置估计点到各个观测站定位视线的距离和达到最小,提出一种利用最小均方误差准则,使用加权约束条件得到最佳逼近解的多站唯方位无源定位新方法。该方法在二维和三维情况下均适用,并且最少只需要两个观测站即可实现定位,定位误差趋近于克拉美-罗下界（CRLB）。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于时差及多普勒频差的IMM无源定位算法

无源定位系统本身不发射电磁波,完全是被动工作,具有很好的隐蔽性,受到各方的青睐.针对时差和多普勒频差信息固定多站定位问题,给出了一种对运动目标进行定位跟踪的IMM滤波算法.文中首先对目标定位原理进行了阐述,然后对IMM滤波算法的滤波过程进行了详解.经过计算机仿真验证,此算法是正确有效的.     

一种三站时差定位的布站优化算法

测量站的布站直接影响时差定位目标的定位精度.针对一定区域目标整体定位精度的优化,提出了一种三站时差定位的布站优化算法.以水平定位精度因子(HDOP)为定位精度的度量准则,建立布站优化问题的多目标规划数学模型,通过构造最小最大评价函数,求解模型的最优解,从而得到三站时差定位的最优布站.仿真给出了该布站优化算法对某种初始布站进行优化前后两种布站的HDOP分布图.由仿真结果可以看出,相对于初始布站,最优布站对目标区定位精度的提高较为明显,验证了这种布站优化算法的有效性.     

基于实验数据的时差定位系统定位精度推算

随着数字技术和通信技术的发展，利用多个接收机进行高精度测时并用时间差来进行定位成为可能。三站时差定位系统，对其进行实际测量是检验该系统实际定位精度的重要环节。由于影响三站时差定位系统定位精度的因素较多，因此充分考虑各种因素的影响对实测数据进行分析，给出三站时差定位精度的推算方法，对于检测定位系统研制厂所估计的定位精度以及下一步为被试定位系统对作战对象定位精度的推算具有极其重妻的意义。文中在对影响三站时差定位系统定位精度的因素进行详细分析的基础上，给出了一种基于实验数据的三站时差定位系统定位精度推算方法，并给出了数值计算结果。     

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.     

时差定位模型与定位精度分析

讨论目标的定位精度通常只关心接收站的几何配置,而忽略定位求解模型的选择;通过对定位模型与定位精度之间依赖关系的深入研究,具体分析较少接收站情况下不同定位求解模型对目标定位误差的影响,给出了时差定位体制下几种不同的定位求解模型,并指出多点定位工程应用中模型选择应注意的问题以及解决这一问题的可行性思路。