星載定位體制及誤差分析研究.pdf

1、星載定位系統(tǒng)以小衛(wèi)星為平臺對目標進行定位，不受國界、領空、領海和天氣條件的限制，可以進行大面積的偵察；再者，衛(wèi)星飛行速度遠大于其他飛行器，便于及時迅速地獲取信息，使得衛(wèi)星偵察成為軍事戰(zhàn)略戰(zhàn)術情報獲取的一種重要手段。本文對低軌單星測向無源定位系統(tǒng)、低軌雙星時差/頻差無源定位系統(tǒng)、低軌三星時差無源定位做了詳細的分析和比較；推導了定位公式和定位精度公式，并做了計算機仿真；分析了影響星載定位系統(tǒng)的因素；分析了選擇星載無源定位體制需要考慮的技術因

2、素；利用虛擬陣和TOA(time of arrival)測量信息構造動態(tài)MDS(multi-dimensional scaling)矩陣。本文的主要內(nèi)容： 介紹單星測向定位系統(tǒng)和定位原理，討論了主要的測向技術，推導出了測向定位公式和定位精度公式，提出了一種使用球面迭代格式的基于WGS-84地球橢球模型的迭代定位算法，分析了影響單星測向定位系統(tǒng)定位精度的因素，并做了計算機仿真，畫出了定位誤差曲線，仿真結果表明，當高程誤差在一定范圍

3、內(nèi)時，該定位算法收斂快，具有較好的性能，測向誤差對單星無源定位誤差的影響較大。 介紹了雙星時差/頻差定位系統(tǒng)和定位原理，針對低軌雙星測量信號到達時間差和到達頻率差對地面固定輻射源進行無源定位的問題，研究并提出了一種基于WGS-84地球橢球模型的雙星時差/頻差定位算法，推導出了時差/頻差定位公式和定位精度公式，分析了影響雙星時差/頻差定位系統(tǒng)定位精度的因素，并做了仿真，仿真結果表明，當高程誤差在一定范圍內(nèi)時，該定位算法收斂快，具有

4、較好的性能，測頻誤差對低軌雙星定位誤差的影響較大。 介紹了三星時差定位系統(tǒng)和定位原理，提出了一種基于WGS-84地球橢球模型的三星時差定位算法，首先采用球面模型初始定位，再利用高度強制歸零迭代算法進一步提高定位精度。推導出了時差定位公式和定位精度公式，分析了影響三星時差定位系統(tǒng)定位精度的因素，并進行了仿真分析，仿真結果表明，該方法適合對高度小于200米的目標實現(xiàn)快速、精確的無源定位。 介紹了經(jīng)典MDS定位算法，利用虛擬陣

5、和多次TOA測量值構造動態(tài)MDS矩陣，改進了經(jīng)典的MDS( Multidimensional scaling)定位法中一次測量一次定位的精度不高的缺陷，提出一種新的動態(tài)MDS算法來提高經(jīng)典的MDS定位精度并結合由四顆衛(wèi)星構成的星座進行仿真分析。仿真結果顯示在虛擬測量次數(shù)多于四次時，本算法性能明顯優(yōu)于Chan+虛擬陣定位算法及經(jīng)典MDS定位法，并且虛擬次數(shù)越多，本算法的性能越好。經(jīng)典的MDS法相當于測量次數(shù)為一次，即無虛擬時刻時的本算法。