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。      

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.     

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。     

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。     

多无人机协同定位下的路径优化

利用无人机携带定位设备在空中进行辐射源目标的时差定位,可有效避免因地面布站几何因子和非视距传播带来的误差。在此场景下,针对具有定位精度保证的飞行路径最小化问题,本文推导了定位误差期望的下界,构建了最小化该下界的飞行路径优化模型,并针对该模型提出两种数值近似优化算法。在多种场景下,仿真实验对两种算法的路径优化性能进行了对比;在飞行距离受限条件下,仿真实验研究了两种算法的定位精度差异。      

基于WGS-84地球模型的三站时差定位

时差定位根据目标到达多个站之间的时间差进行定位。三站对地面目标的定位属于三站定位问题。借助四站时差定位原理,提出先用四站时差Chan算法求解定位初值,然后用牛顿迭代法求解精确解的算法。时差定位方程加入地球方程才能构成完整的方程组,但非线性方程组的求解是一个复杂的过程。仿真试验发现,粗解精解联合求解算法以比较良好的效果解决了三站三维定位问题。     

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.     

三站时差定位下的目标时差与高度关系研究

三站时差定位由于已知参数的限制,无法对目标进行三维定位。对于存在一定高度的目标,未知其高度,必然会影响三站时差定位的精度,知道其高度,会提高三站时差定位的精度。鉴于此,文中通过实际目标的先验经纬度信息,研究在不同高度层下,目标的真实时差分布规律。分析三站时差定位系统测得的时差分布规律,并与真实时差分布规律作对比,估算出目标的高度。     

基于时差信息的超视距目标定位与跟踪

本文对超视距目标定位与跟踪问题进行了研究,并给出了一种把主动跟踪技术和无源时差定位技术结合起来对超视距目标进行侦测的新方法.该方法的定位系统由地面站和空中站组成,地面站上的无源侦收设备测得经空中站转发(或反射)的目标信号到达时间差,同时地面站上的主动雷达对空中站进行精密定位,计算出目标信号在这段距离上的传播时间,进而可获得目标信号到达空中站的时间差,此时就相当于在空中站的位置对目标进行超视距侦测,利用时差定位技术就可估计目标的位置信息.通过仿真分析可看出,利用本文的方法可对超视距目标进行良好的定位与跟踪.