3 双曲线与圆圆定位最优岸台分布算法研究与比较

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1、8双曲线与圆圆定位最优岸台分布算法研究与比较郝燕玲，邓志鑫，赵国清(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：对于陆基无线电导航系统，为了得到最优的岸台分布算法，尽可能通过改善岸台分布提高工作区的定位精度，通过理论分析与仿真详细研究与比较了双曲线定位和圆圆定位两种定位方式下，工作区某点GDOP值与岸台布局之间的关系，同时研究并对比了同一岸台布局下两种定位方式的定位精度分布，仿真结果表明双曲线定位方式要优于圆圆定位方式，并得到两者最佳的岸台分布方案。关键词：水路运输；双曲线定位;圆圆定位;岸台分布算法;精度几何因子ComparisonandResearchofO

2、ptimalStationDistributionAlgorithmonHyperbolicandRange-RangePositioningModeHAOYan-ling,DENGZhi-xin,ZHAOGuo-qing(SchoolofAutomation,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001China)Abstract:Tofindtheoptimalstationdistributionalgorithmandimprovethepositioningaccuracyofworkingareaforwirelessnavig

3、ationsystem,therelationshipbetweentheGDOPvalueandthestationdistributiononhyperbolicpositioningmodeandrange-rangepositioningmodewasanalyzed.Simultaneously,underfixedstationdistribution,thepositioningaccuracydistributionontwodifferentpositioningmodeswascalculatedandcompared.Simulationresultss

4、howthatthehyperbolicpositioningmodeisbetterthanrange-rangepositioningmode,andtheoptimalstationdistributionofthetwomodesisgot.Keywords：hyperbolicpositioning；range-rangepositioning；stationdistributionalgorithm；GDOPvalue5引言陆基无线电导航系统主要采用双曲线定位与圆圆定位两种定位方式，这两种定位方式的定位误差主要取决于两个因素：其一是双曲线定位的测距差误差和圆圆定位

5、的伪距测量误差；其二是这两种定位系统的岸台分布所引起的几何精度衰减因子（GeometricalDilutionofPrecision）简称GDOP。其二者之间的关系为：（1）---------------------------------------郝燕玲（1944-），女，博士生导师，汉族，山东莱州人。研究方向：组合导航技术、无线电导航技术。邓志鑫（1982-），男，博士生，汉族，哈尔滨人，Email：chinadengzhixin@yahoo.cn，通讯地址：哈尔滨工程大学自动化学院407实验室无线电组，联系电话：13796083018。研究方向：无线电导航。赵国清（1

6、982-），男，博士生，湖南岳阳人。研究方向：无线电导航。（1）式中为定位误差，为距离（距离差）测量误差，是一个无量纲的纯几何量。其中取决于岸台时钟（时钟差）偏差以及各种随机误差，这些量因具体的系统而不同。而则取决于岸台分布和接收点与岸台之间的位置关系，因此分别研究并比较这两种定位方式下岸台分布与GDOP值分布之间的关系，并利用这种关系找到较优的定位方式和最佳的岸台分布算法是陆基无线电导航系统需要迫切解决的问题。文献[2]中详细推导了圆圆定位系统中的GDOP值与岸台数量之间的关系，指出增加岸台数会降低系统工作区内的GDOP值。但增加岸台数量会极大增加系统的建设成本，也会增加用

7、户接收机的成本，不适合实际运用，因此本文只讨论最少岸台数量前提下的最优岸台分布。1、两种定位方式GDOP值的计算首先考虑双曲线定位方式的GDOP值计算。双曲线的几何放大因子定义为：（2）其中为由测距差误差引起的双曲线位置线径向误差，为测距差误差，为工作点到两岸台的张角,其证明过程见文献[1]。5下面首先求取双曲线定位径向定位误差的均方根值，图1为求取径向误差的平行四边形：图1确定径向误差d的平行四边形Fig.1Theparallelogramofradialerror设导航接收机所在的真实位置为，通过真