广域多点定位系统关键技术分析-测试计量技术及仪器专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 摘 要 摘 要 无源多点定位广泛应用于导航、通信、航天系统。新航行系统的概念提出后， 多点定位（Multilateration）被视为典型的监视技术，受到航空界的广泛关注。无 源多点定位，采用至少 3 个地面传感器，接收来自同一定位目标发射信号的到达 时间差（TDOA）或到达时间（TOA），进行对应的 TDOA 定位或 TOA 定位。在 多点定位系统中，采用分布式地面接收站，接收定位目标发射的 SSR（二次监视 雷达）信号，利用接收信号的到达时间差（TDOA）或各地面站与飞机间的距离差 （RD）对目标进行定位，即双曲线定位方法，或者利用接收信号的到达时间（TOA） 对目标进行定位。 围绕无源多点定位的算法理论，论文首先研究了多点定位的系统架构，包括 TOA 检测单元、时钟同步单元以及中心处理站单元。论文的研究重点在于定位算 法，算法的创新是论文的主要任务。 然后，论文对多点定位的 Taylor 级数定位算法、Chan 算法进行了推导和仿真， 得出理想初始点情况下的 Taylor 算法定位性能图和不同信噪比条件下的 Taylor、 Chan 算法的均方误差表。通过研究仿真图、表，分析、对比了 Taylor 级数定位算 法、Chan 算法的定位性能。 接着，论文对直接 Bancroft 算法进行了推导和仿真。基于直接 Bancroft 算法 提出了一种创新算法，即基于距离的 TOA-LS 估计算法（R-LS）和基于距离平方 的 TOA-LS 估计算法（SR-LS）。定位目标信号的 TOE（Time Of Emission-发射时 间）未知，到达时间差（TDOA）定位是无源多点定位的主要方法。与通常的到达 时间差（TDOA）定位方法不同，论文通过研究应用于 GPS 单点定位的 Bancroft 算法，并用来对到达时间（TOA)的多点定位方程求解，基于 Bancroft 算法，论文 提出了无源多点定位的 TOA 最小二乘估计算法即 TOA-LS 算法。推导出了基于到 达时间定位方程组的闭式最小二乘解（TOA-LS），同时限定到达时间，对定位方 程组的最小二乘解进行了几何解释。通过仿真验证，两种算法均能够较好接近 CRLB 下界，并且对几何位置不敏感。 最后论文对 Taylor、 Chan、直接 Bancroft 算法和提出的闭式最小二乘算法， 进行了综合比较，在不同信噪比、不同基站数的条件下，分别进行了仿真验证， I 摘 要 得出各自算法的的定位曲线图，并且进一步验证了 R-LS 算法和 SR-LS 算法的定位 性能。 关键词：无源多点定位；最小二乘；TDOA；TOA； TOA-LS II ABSTRACT ABSTRACT The multilateration which is widely used in navigation system, communication system and aerospace system has attracted more and more attention in aviation system with the introduction of the new navigation system. Passive multilateration system can receive the TDOA (time difference of arrival) and TOA (time of arrived) signal from the same target. And it can get the SSR (secondary surveillance radar) signal through distributed ground receiving locations .One metho