Matlab的TDOA 载人飞船着陆无源时差定位技术研究(3)
在20世纪80年代初我国关于无源定位技术方面的理论研究才逐渐起步，采用的定位方法也主要局限于方位测量三角交汇定位，近年来，则开始出现研究多普勒频率定位技术、时差定位及利用相位变化率的定位技术，但在目前情况下，理论研究比较透彻以及在实际中被广泛应用的主要还是测向定位和时差定位技术[3]。
2.2 无源定位技术的分类
作为不发射信号而仅靠接收信号就能定位的无源定位，不能直接获得辐射源的距离信息，其量测信息往往只是限于多个观测站相对于目标辐射源的角度信息，或者是信号的到达时间。如果只有单个的观测站，则往往需要平台对辐射源的角度等值进行连续测量来获得所需信息。基于此对辐射源目标的无源定位也可以分为单站定位和分布式多站定位。
无源定位技术中的单站定位虽然仅仅只有一个平台，但是在该平台上的单个或多个接收机需在不同时刻对信号进行连续测量和处理。因为不涉及到各观测站之间的操作，所以无需进行大量的数据通信，具有较高的独立性。例如，当观测站装载在无人飞机上时，虽然所需硬件较少，对设备的测量精度要求也不高，但是当飞机飞临目标进行信息收集时，可以在小范围内得到较高的目标定位精度。通常情况下，单站定位为获得较好的定位精度，需对目标进行多角度多时刻的监测，因此，观测站在一段时间内需有较大距离的移动，所以该形式的定位过程一般相对耗时较长[4]。
分布式多站定位，各观测站并不局限于同一个平台，而是在空间上分布配置。不同的观测站对目标信号同时接收进行处理，可以利用来自不同方位的到达角、到达时间差和频率差等量测值，确定出多个定位曲面（线）。这些曲面曲线的相交线或相交点即为所确定出目标的位置。在分布式多站定位系统中，因为不同平台的位置相距较远，布站形式也并不唯一，所以在测量过程中所获得的定位曲面就会有明显的不同，这利于耗时更短、误差更小地对目标实现准确定位。但多站系统由于是靠不同位置的各平台之间的协调工作来进行的，就必然涉及到了大量数据的传输、处理和关联，且数据传送的可靠性也依赖于站间的通信情况，因此系统复杂度相对较高。
现阶段无源定位技术所采用的常用方法主要有以下四种：
（1）、测向交叉定位：在位于不同地点的多个地面固定观测站上配备高精度的测向设备，对目标即可同时进行多方位的角度测量；或者是利用机载式可移动的单站，对某一静止目标进行多方位的多次测量。通过上述方式可获得不同的指向线，多个指向线的交点即为目标的实际位置。
（2）、时差定位：利用多个观测站可得到目标辐射信号到达各个侦察站的时间差，然后根据各观测站测得的数据以及已知的观测站之间的距离、站址位置等，通过几何运算来对该目标进行定位。
（3）、测向测时差混合定位：结合两个或多个观测站，采集到的两种类型信息——辐射源信号到达时间差以及辐射信号入射线的方位角，来对目标辐射源进行定位。
（4）、时差频差定位：针对观测站与辐射源之间具有的相对运动场景，通过测量观测站接收信号之间的时差和频差进行辐射源定位[4]。
2.3 TDOA定位技术
2.3.1 TDOA定位技术的原理
首先考虑在二文平面下无源时差定位系统的情况，在该情况下只需三个观测站就可以对目标辐射源的位置进行确定[5]。
假设如所示的三个观测站的坐标分别为Ri (xi，yi)，其中x，y符合笛卡尔坐标系；ti为信号从目标发射到达各个观测站的所需时间，其中i代表了相应的观测站；目标位置为U (x，y)。
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