基于TDOA和TOA的定位技術研究.pdf

1、無論是在民用系統(tǒng)還是在軍用系統(tǒng)中，對目標的精確定位，都有著非常重要的作用。有源定位、無源定位以及自定位是目前常見的三種目標定位問題。其中，無源定位是在對目標不發(fā)射電磁波的條件下，通過測量輻射源諸如通信發(fā)射機、雷達等的電磁波，來確定目標的位置信息。其定位方式?jīng)Q定了無源定位具有隱蔽性強、不易被察覺的優(yōu)點，因而使其成為現(xiàn)代一體化防空系統(tǒng)、遠程預警系統(tǒng)以及機載對敵等方面的重要組成部分，在電子對抗領域發(fā)揮著與日俱增的關鍵作用。目前，在對目標的定位

2、問題中，常用的定位參數(shù)主要有到達時差(TDOA)、到達時間(TOA)、到達角(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信息的靜止目標和基于TDOA/FDOA信息的運動目標的定位算法。對于靜止目標，主要介紹了幾種經(jīng)典的TDOA無源定位算法，并分析了各自的定位性能；對于運動目標，主要研究了幾種常用的基于TDOA測量值和FDOA測量值的聯(lián)合定位算法。
　　另一方面，本文還介紹了一種基于 TOA

3、測量值的 MDS（multi-dimensional scaling）定位算法，并對該算法進行改進，提出了一種新的利用多個時刻TOA測量值的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方面：
　?。?）第一章首先簡要敘述了幾種常見的目標定位問題，尤其是無源定位的研究背景、研究意義及其發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。隨后重點介紹了用于定位的幾種主要方法及其數(shù)學模型，同時研究了對于各種定位算法的常用的定位精度評價指標。

4、r>　?。?）第二章首先介紹了TDOA定位算法的基本原理以及估計TDOA值的主要方法，然后重點介紹了3種典型的TDOA定位算法，包括加權(quán)最小二乘(WLS)算法、泰勒級數(shù)法以及Chan算法，并分別分析比較了各算法的優(yōu)缺點及其定位性能。
　　（3）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定位問題中的應用，隨后在此基礎上對該算法進行改進，針對多運動基站的TOA定位模型，提出了一種新的利用多個時刻TOA測量