星載定位體制及誤差分析研究.pdf

1、星載定位系統(tǒng)以小衛(wèi)星為平臺(tái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，不受國(guó)界、領(lǐng)空、領(lǐng)海和天氣條件的限制，可以進(jìn)行大面積的偵察；再者，衛(wèi)星飛行速度遠(yuǎn)大于其他飛行器，便于及時(shí)迅速地獲取信息，使得衛(wèi)星偵察成為軍事戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)情報(bào)獲取的一種重要手段。本文對(duì)低軌單星測(cè)向無(wú)源定位系統(tǒng)、低軌雙星時(shí)差/頻差無(wú)源定位系統(tǒng)、低軌三星時(shí)差無(wú)源定位做了詳細(xì)的分析和比較；推導(dǎo)了定位公式和定位精度公式，并做了計(jì)算機(jī)仿真；分析了影響星載定位系統(tǒng)的因素；分析了選擇星載無(wú)源定位體制需要考慮的技術(shù)因

2、素；利用虛擬陣和TOA(time of arrival)測(cè)量信息構(gòu)造動(dòng)態(tài)MDS(multi-dimensional scaling)矩陣。本文的主要內(nèi)容： 介紹單星測(cè)向定位系統(tǒng)和定位原理，討論了主要的測(cè)向技術(shù)，推導(dǎo)出了測(cè)向定位公式和定位精度公式，提出了一種使用球面迭代格式的基于WGS-84地球橢球模型的迭代定位算法，分析了影響單星測(cè)向定位系統(tǒng)定位精度的因素，并做了計(jì)算機(jī)仿真，畫出了定位誤差曲線，仿真結(jié)果表明，當(dāng)高程誤差在一定范圍

3、內(nèi)時(shí)，該定位算法收斂快，具有較好的性能，測(cè)向誤差對(duì)單星無(wú)源定位誤差的影響較大。 介紹了雙星時(shí)差/頻差定位系統(tǒng)和定位原理，針對(duì)低軌雙星測(cè)量信號(hào)到達(dá)時(shí)間差和到達(dá)頻率差對(duì)地面固定輻射源進(jìn)行無(wú)源定位的問(wèn)題，研究并提出了一種基于WGS-84地球橢球模型的雙星時(shí)差/頻差定位算法，推導(dǎo)出了時(shí)差/頻差定位公式和定位精度公式，分析了影響雙星時(shí)差/頻差定位系統(tǒng)定位精度的因素，并做了仿真，仿真結(jié)果表明，當(dāng)高程誤差在一定范圍內(nèi)時(shí)，該定位算法收斂快，具有

4、較好的性能，測(cè)頻誤差對(duì)低軌雙星定位誤差的影響較大。 介紹了三星時(shí)差定位系統(tǒng)和定位原理，提出了一種基于WGS-84地球橢球模型的三星時(shí)差定位算法，首先采用球面模型初始定位，再利用高度強(qiáng)制歸零迭代算法進(jìn)一步提高定位精度。推導(dǎo)出了時(shí)差定位公式和定位精度公式，分析了影響三星時(shí)差定位系統(tǒng)定位精度的因素，并進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明，該方法適合對(duì)高度小于200米的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)快速、精確的無(wú)源定位。 介紹了經(jīng)典MDS定位算法，利用虛擬陣

5、和多次TOA測(cè)量值構(gòu)造動(dòng)態(tài)MDS矩陣，改進(jìn)了經(jīng)典的MDS( Multidimensional scaling)定位法中一次測(cè)量一次定位的精度不高的缺陷，提出一種新的動(dòng)態(tài)MDS算法來(lái)提高經(jīng)典的MDS定位精度并結(jié)合由四顆衛(wèi)星構(gòu)成的星座進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果顯示在虛擬測(cè)量次數(shù)多于四次時(shí)，本算法性能明顯優(yōu)于Chan+虛擬陣定位算法及經(jīng)典MDS定位法，并且虛擬次數(shù)越多，本算法的性能越好。經(jīng)典的MDS法相當(dāng)于測(cè)量次數(shù)為一次，即無(wú)虛擬時(shí)刻時(shí)的本算法。