基于TDOA和TOA的定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)論是在民用系統(tǒng)還是在軍用系統(tǒng)中，對(duì)目標(biāo)的精確定位，都有著非常重要的作用。有源定位、無(wú)源定位以及自定位是目前常見(jiàn)的三種目標(biāo)定位問(wèn)題。其中，無(wú)源定位是在對(duì)目標(biāo)不發(fā)射電磁波的條件下，通過(guò)測(cè)量輻射源諸如通信發(fā)射機(jī)、雷達(dá)等的電磁波，來(lái)確定目標(biāo)的位置信息。其定位方式?jīng)Q定了無(wú)源定位具有隱蔽性強(qiáng)、不易被察覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)，因而使其成為現(xiàn)代一體化防空系統(tǒng)、遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)以及機(jī)載對(duì)敵等方面的重要組成部分，在電子對(duì)抗領(lǐng)域發(fā)揮著與日俱增的關(guān)鍵作用。目前，在對(duì)目標(biāo)的定位

2、問(wèn)題中，常用的定位參數(shù)主要有到達(dá)時(shí)差(TDOA)、到達(dá)時(shí)間(TOA)、到達(dá)角(AOA)以及它們的混合參數(shù)等。
　　一方面，本文分別研究并分析了基于 TDOA信息的靜止目標(biāo)和基于TDOA/FDOA信息的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位算法。對(duì)于靜止目標(biāo)，主要介紹了幾種經(jīng)典的TDOA無(wú)源定位算法，并分析了各自的定位性能；對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，主要研究了幾種常用的基于TDOA測(cè)量值和FDOA測(cè)量值的聯(lián)合定位算法。
　　另一方面，本文還介紹了一種基于 TOA

3、測(cè)量值的 MDS（multi-dimensional scaling）定位算法，并對(duì)該算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種新的利用多個(gè)時(shí)刻TOA測(cè)量值的MDS定位算法，大大提高了定位精度。本文的所有工作主要著眼于下述幾個(gè)方面：
　?。?）第一章首先簡(jiǎn)要敘述了幾種常見(jiàn)的目標(biāo)定位問(wèn)題，尤其是無(wú)源定位的研究背景、研究意義及其發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。隨后重點(diǎn)介紹了用于定位的幾種主要方法及其數(shù)學(xué)模型，同時(shí)研究了對(duì)于各種定位算法的常用的定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4、r>　?。?）第二章首先介紹了TDOA定位算法的基本原理以及估計(jì)TDOA值的主要方法，然后重點(diǎn)介紹了3種典型的TDOA定位算法，包括加權(quán)最小二乘(WLS)算法、泰勒級(jí)數(shù)法以及Chan算法，并分別分析比較了各算法的優(yōu)缺點(diǎn)及其定位性能。
　?。?）第三章首先介紹了一種近些年提出的多維尺度分析（MDS）算法以及它在TOA定位問(wèn)題中的應(yīng)用，隨后在此基礎(chǔ)上對(duì)該算法進(jìn)行改進(jìn)，針對(duì)多運(yùn)動(dòng)基站的TOA定位模型，提出了一種新的利用多個(gè)時(shí)刻TOA測(cè)量