基于民用移动通信信号经典tdoa定位算法研究

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1、基于民用移动通信信号经典TDOA定位算法研究　　摘要：基于民用移动通信信号的无源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强、系统简单可靠等优点，近年来受到各国的重视，得到了较快的发展。针对基于民用移动通信信号的无源定位系统中Chan氏算法和Taylor级数算法的实现过程展开分析研究，并在不同的基站配置下，与其相应的定位精度卡拉美罗下限进行了比较，发现当测量误差的均方差较小时，利用Chan氏算法和Taylor级数算法均可以逼近卡拉美罗下限。关键词：民用移动通信信号；TDOA定位；Chan氏算法；Taylor算法中图分类号：TN929.5?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（

2、2013）13?0016?05AnalysisofclassicTDOAlocationalgorithmbasedoncivilmobilecommunicationsignalsMASai1，DENGDong?hu1，CHUYi?fan2，ZHOULiang3，ZHUMeng1，YANGXiang?xing1（1.CollegeofInformationandNavigation，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710077，China；2.Unit94865ofPLA，Hangzhou310021，14China；3.BeijingSpecia

3、lVehicleResearchInstitute，Beijing100072，China）Abstract：Thepassiveradarbasedoncivilcommunicationsignalshasmanyadvantages，suchasgoodinvisibility，anti?stealthability，anti?jammingcapability，simplestructureandreliableperformance.Forthisreason，ithasbeengainedtheattentionofvariouscountry，andhasarapiddev

4、elopment.TherealizationprocessofChanalgorithmsandTaylorseriesalgorithmsinpassivelocationsystembasedoncivilmobilecommunicationsignalsisanalyzed.ComparedwiththeCramer?RaoBoundindifferentbasestationconfiguration，itisfoundthatwhenthemeansquareerrorofthemeasureerrorissmall，locationaccuracycanapproacht

5、otheCramer?RaoBound.Keywords：civilmobilecommunicationsignal；TDOAlocation；Chanalgorithm；Tayloralgorithm0引言14在现代战争中，随着现代电子技术的发展，有源雷达面临着4大威胁：电子干扰、反辐射导弹、超低空突防及隐身技术。因此，雷达系统必须具有四抗能力，才能在战争中生存[1]。相对的，基于民用移动通信信号的无源雷达由于系统本身不辐射电磁波的工作特性而具有隐蔽接收，不易被敌方发现、工作于米波频段，对这一频段材料隐身效果差等优点[1?3]。因此，针对基于民用移动通信信号的无源雷达展开相关技术成为

6、未来雷达发展的一个重要方向[1，4]。14基于民用移动通信信号的无源定位系统利用GSM基站信号或CDMA基站信号作为照射源，通过接收运动目标对这些照射源的反射信号，来获取目标空间位置信息，从而实现对目标定位。而TDOA定位则是一种重要的无源定位方法，它是通过处理接收站采集到的信号到达时间的测量数据来实现对辐射源的定位，适用于基于民用移动通信信号的无源定位系统。对于TDOA方法而言，由于其应用的广泛性，引起了众多学者的研究[5?9]，较为经典的如Chan提出的最小二乘算法[5]，Foy提出的Taylor级数法[6]。其中，Chan氏算法[5]与一些定位算法的基本原理一样，如Friendla

7、nder所提出的去距离最小二乘法[7]，Chan和Yau提出的近似极大似然法[8]以及Stoica和Li提出的渐进迭代最小二乘法[9]等，都是将关于距离差的非线性方程进行一定的转化，再将目标达到各基站的距离作为未知数，从而得到一个线性方程组，再对该方程组进行求解从而得到目标的位置，之后利用目标到达各基站的距离作为一种约束关系，进一步提高对目标位置的定位精度。而Taylor级数展开算法的基本原理则是将距离差在接近真实目标的位置处进行一