无源定位系统中的时差测量研究

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1、无源定位系统中的时差测量研究摘要：无源时差定位又称为双曲线定位，是一种重要的无源定位方法，它通过处理三个或更多个接收站采集到的信号到达时间数据，从而对辐射源进行定位。时差定位系统具有精度高、定位快等优点，在工程中得到了广泛的应用。但是时差定位系统的精度主要取决于时延估计的精度，因此，研究快速、准确的时延估计方法成为时差定位系统中一个十分重要的课题。本文阐述了采用时差估计法进行无源定位的原理，对无源定位系统中窄带信号的时差测量算法进行了研究，介绍了时延估计研究的发展和趋势。对两种经典的时延估计方法——相关法和相位谱法进行了仿真分析，讨论了它们的演化过程和各自特点。然后对利用信号触发沿测量时

2、差的方法进行简要分析，阐述了为提高测量精度而采用的插值算法的原理。本文算法程序均是用matlab仿真软件进行分析。关键词：无源定位时差测量时延估计相关法相位谱法matlabAbstract:Timedifferenceofarrival(TDOA)locationsystem，namelythehyperbolalocation，isanimportantpassivelocationmethod．Usingthetimedifferenceofsignalsarrivedtothreeormoredifferentstations，wecandeterminethepositionof

3、thetargetwantedtobelocated．Becauseofitshighprecisionandfastlocationadvantages，itiswidelyusedinpractice．Butitsprecisiondependsontimedelayestimation，soresearchingfastandexacttimedelayestimationmethodbecomeahottopicinTDOAlocationsystem．Inthispaper,theprincipleofpassivelocationusingTDOAisdescribed,an

4、dtheresearchonalgorithmsfornarrow-bandsignalsinpassivelocationsystemisgiven,meanwhile,thedevelopmenthistoryoftheresearchesontimedelaymethodanditsdevelopmenttendencyareintroduced.Twotypicalmethodsoftimedelayestimation,namedcorrelationapproachandphasespectrumapproachrespectively,ofwhichthemathemati

5、calderivationandcharacteristicsarepresented,aresimulatedandanalyzed.Afterthat,anothermethodwhichestimatesthetimedifferenceofarrivaldependingonthetriggeringedgeofarrivingsignalsissimulated,andthetheoryofinterpolationalgorithmapplyingtothetimedelayestimationtopromotetheprecisionisdescribed.Allprogr

6、amsofmentionedalgorithmsinthispaperarerunontheMatlabsoftware.Keywords:passivelocationtimedifferenceofarrival(TDOA)timedelayestimationcorrelationapproachphasespectrumapproachmatlab1绪论1.1引言无源定位技术可以在犯罪侦查、位置敏感付费以及车辆管理、导航和智能交通系统（ITS）等多方面有着广泛应用[1]。另外在军事上。雷达电子战发展到一个新的阶段，电子干扰、反辐射导弹、低空突防和隐身武器已成为当今雷达面临的四大威

7、胁。传统的有源雷达不仅很难完成预定的任务，而且自身的生存也成了紧迫问题。由于被动探测系统本身不发射电磁波，完全是被动工作方式，较有源定位方法具有作用距离远、隐蔽接收、不易被对方发觉的优点，这对于提高系统在电子战环境下的生存能力具有重要的作用，所以近年来，多站无源探测工作方式日益受到广泛重视[2]。目前，无线电无源测向定位有多种方法，但可用于精密测向的方法主要有两种，一种是数字相位干涉仪的方法，另一种是时差测量的方法，因为对间的测量精