LEO卫星TDOA/DOA定位性能分析

随着以“星链”卫星为代表的低轨（LEO）互联网卫星系统的快速发展，星载相控阵列天线的应用数量飞速增长，未来LEO互联网卫星便于提供星载电磁波到达方向（DOA）检测能力。卫星覆盖区内的非法干扰进行定位排查，是未来互联网卫星系统正常运维的重要保障。目前常用的双星到达时差（TDOA）/到达频差（FDOA）定位体制存在定位误差显著增大的“定位盲区”造成盲区内的干扰源无法定位的问题，提出了一种基于加权最小二乘约束优化模型的TDOA/DOA双星干扰源定位技术体制。分析了几何稀释精度因子（GDOP）的定位误差，仿真实验表明该定位方法具有不存在“定位盲区”的优点，在经纬度张角为4°×4°的波束范围内定位误差小于0.2 km，定位误差的地理平均为0.112 km，满足非法干扰定位排查的应用需求。通过定位解算的根均方差（RMSE）的蒙特卡洛方法，验证了GDOP误差精度。该定位方法的定位误差地理稳定性优于目前常规的双星TDOA/FDOA定位算法。