一种基于双站协同的时差频差定位方法.pdf
《一种基于双站协同的时差频差定位方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种基于双站协同的时差频差定位方法.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第期 年月系统工程与电子技术 文章编号:()网址:收稿日期:;修回日期:;网络优先出版日期:。网络优先出版地址:基金项目:国防科技卓越青年人才基金();山东省“泰山学者”建设工程专项()资助课题通讯作者引用格式:张铠宇,于昊天,卢雨一种基于双站协同的时差频差定位方法系统工程与电子技术,():犚犲 犳 犲 狉 犲 狀 犮 犲犳 狅 狉犿犪 狋:,():一种基于双站协同的时差频差定位方法张铠宇,于昊天,卢雨(海军航空大学,山东 烟台 )摘要:在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方
2、法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信息,运用构建矩阵的方法解算一元四次方程,得出目标的大地直角位置坐标,并研究了双站的几何精度因子。相比四站时差定位算法,所提算法有更高的应用价值,为对远距离地面或海面目标无源探测提供了一种新的技术思路。关键词:无源定位;到达时间差;双站协同;地球椭圆方程;到达频差中图分类号:文献标志码:犇犗犐:犃犿犲 狋 犺 狅 犱狅 犳狋 犺 犲狋 犻 犿犲犪 狀 犱犳 狉 犲 狇 狌 犲 狀 犮 狔犱 犻 犳 犳 犲 狉 犲 狀 犮 犲犾 狅 犮 犪 狋 犻 狅 狀犫 犪 狊 犲 犱狅 狀犱 狌 犲 犾 狊 狋 犪 狋 犻 狅 狀犮 狅
3、狅 狆 犲 狉 犪 狋 犻 狅 狀 ,(犖犪 狏 犪 犾犃狏 犻 犪 狋 犻 狅 狀犝狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔,犢犪 狀 狋 犪 犻 ,犆犺 犻 狀 犪)犃犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋:,犓犲 狔狑狅 狉 犱 狊:;引言无源定位是指观测站不主动发射信号,而是通过接收目标辐射源或散射无线电信号来估计目标的位置。它具有保密性好、安全性高、距离远、隐蔽性强等优点,常被用于雷达探测和电子战等领域。近年来,国内外常用的无源定位技术包括:()到达角定位技术(,),又称到达方向技术,利用阵列天线估计信号到达方向和定位。()到达时间定位技术(,),通过测量辐射源与接收机之间的绝对到达时间来实现定位。(
4、)到达频差定位技术(,),通过测量每个接收机接收信号之间的多普勒频率差来实现定位。第期张铠宇等:一种基于双站协同的时差频差定位方法 ()到达时间差定位技术(,),通过测量目标辐射源到不同测量站之间的到达时间差来实现定位。技术只需要单个天线接收系统进行测量,而无需测量复杂的阵列天线系统,其硬件设计相对容易实现,设备体积较小,成本也相对较低。估计算法比估计算法简单得多。与定位技术相比,不需要知道目标辐射源与各测量站之间的信号的绝对时间,因此不需要辐射源与测量站之间的时间同步,也就是说辐射源和测量站之间不需要有绝对时钟,只需要每个测量站之间能够实现数据的同步采集即可。与定位技术相比,定位技术不仅可被
5、应用于目标辐射源相对于测量站移动的情况,还可被应用于源目标相对静止的情况。也是最早被应用于多站无源定位 的技术,具有定位精度高、抗干扰能力强等特点,因此其在无源定位系统中得到了广泛的应用。目标与接收站之间存在的相对运动会导致多普勒频移的产生。基于的定位方法相比基于的定位方法,对接收站的个数有着更高的要求,且前者定位精度普遍不如后者。由于差分多普勒速率采集不需要传感器提供额外的数据,可以将和结合使用,对目标辐射源进行无源定位,以此获得更好的定位精度。等分析了复杂电磁环境下无源定位系统的几何优化问题,提出了一种基于强化学习的方法,使学习主体能够找到良好的几何构型来精确定位发射机。等 针对定位问题中
6、测量噪声较大时,辐射源位置估计精度较差且偏差较大的问题,基于迭代约束加权最小二乘算法,采用一组线性等式约束来代替二次约束,以抑制偏差,提出了一种新的减小偏差的方法。等 在噪声水平较高、输入信号和测量不准确的情况下,提出一种基于最小二乘准则进行优化,不需要对响应进行初始估计或进行全面搜索,并采用半定松弛法对目标位置求解,获得高精度定位目标位置。等 研究了在一定通信约束下,基于测量的传感器最优布置问题。等 研究了在已知传感器位置、速度及一个目标辐射源的位置时的水平曲线和曲面的模型,并表明在远场时,水平曲线和曲面得到了极大的简化。等 针对相对多普勒压缩导致的估计精度降低的问题,提出了一种联合到达时差
7、、和差分多普勒速率估计方法。该方法能够克服相对多普勒压缩问题,对所有的、和差分多普勒速率估计都具有良好的性能。和进行定位时,有时被表述为具有二次等式约束的加权最小二乘问题。由于该模型的非凸性,难以获得全局解,等 利用半定规划将此类问题转化为凸优化问题,并结合重新配方线性化技术设计了一种在高噪声水平下仍有较高定位精度的方法。等 使用了、采用迭代双扩展卡尔曼滤波算法对移动的发射器进行地理定位。与双扩展卡尔曼滤波算法相比,迭代双扩展卡尔曼滤波算法的参数估计滤波器更新速度通过迭代过程显示出较高的收敛速度。从太空空间站进行观测,地球不是规则球体,而是呈梨状,即南极凹陷北极外凸,其表面不是平滑曲面,地球椭
8、球体是形状和大小最接近地球天体的椭球体,与地球天体有着很高的契合度。基于上述内容,本文提出一种使用空中双观测站测量地(海)面目标的方法,该方法联立地球椭球方程,时差、频差定位方程 ,得到一个有关于目标到其中一个观测站的欧式距离 的一元四次方程,通过构建矩阵的方法获得有关于目标位置的解析解 ,并研究了观测站对目标进行定位的几何精度因子(,)。相比四站组网无源时差定位,本文所给出的双站协同无源时差定位除可以直接获得目标的解析解,还具有以下优点:一是对数据信息依赖较少,抗毁伤能力更强;二是协同组网灵活,更能适应复杂电磁环境;三是使用成本较低,应用场景更加广泛。基于犜犇犗犃和犉犇犗犃的定位方法如图所示
9、,建立大地直角坐标系,其原点为椭球体的中心点,用点犗表示;犣轴指向地球北极,本初子午线与赤道相交于点犃,犡轴由点犗指向点犃。犢轴与犡轴、犣轴两两垂直且符合右手坐标系法则。赤道面可视为圆,其半径为椭球长半轴,用犪表示。犗犅为椭球短半轴,用犫表示。目标在大地直角坐标系中的坐标可由(狓,狔,狕)表示。图地球椭球体模型 建立如下地球椭球方程:狓犪狔犪狕犫()系统工程与电子技术第 卷地球第一偏心率为犲犪犫犪槡()将式()代入式(),可得狓犪狔犪狕犪(犲)()在大地直角坐标系下,目标表示为(狓,狔,狕),两空中观测站犛、犛的位置分别表示为(狓,狔,狕)、(狓,狔,狕),运动速度分别表示为(狏狓,狏狔,狏狕
10、)、(狏狓,狏狔,狏狕)。在实际探测过程中,令两空中观测站速度大小与方向均相同,表示为(狏狓,狏狔,狏狕)。根据时差定位及多普勒频差定位原理。可得如下方程:(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡狉狋()狏狓(狓狓)狏狔(狔狔)狏狕(狕狕)(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡狏狓(狓狓)狏狔(狔狔)狏狕(狕狕)(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡狏狉犳犱()式中:表示目标辐射源发射信号的波长;表示光速;狏狉是目标相对于双站的径向速度差;狉是目标辐射源信号到双站的波程差;犳犱是多普勒频差;狋是目标辐射源信号到达双站的时差。狉(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡()狉(狓狓)(狔狔)(狕狕)槡()将式()、式()代
11、入式(),可得狉狉狉()将式()左右两边同乘(狉狉),可得狉狉狉(狉狉)()联立式()、式()和式(),化简可得(狓狓)狓(狔狔)狔(狕狕)狕犽狉狉()式中:犽狉狓狔狕狓狔狕将式()取平方后减去式(),可得狉犪(犲)(狓狓)(狔狔)(狕狕)(狓狔)(犲)狕()对式()进行化简,可得狓狓狔狔狕狕狓狔狕(狓狔)犲犪(犲)狉()将式()式()代入式(),可得狏狓(狓狓)狏狔(狔狔)狏狕(狕狕)狉狏狓(狓狓)狏狔(狔狔)狏狕(狕狕)狉狉狏狉犳犱()整理可得狏狓狓狏狔狔狏狕狕犽犽狉犽狉()式中:犽狏狓狓狏狔狔狏狕狕犽狏狉狉狏狓(狓狓)狏狔(狔狔)狏狕(狕狕)犽狏狉狉联立式()、式()可得狓狓狔狔狕狕犽狕
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 基于 协同 时差 定位 方法
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。