三星时差定位系统的主要系统误差分析

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1、第29卷第1期2010年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．1Feb．2010三星时差定位系统的主要系统误差分析’王莹桂1，陈振林1，李腾2，柳征2(1．海军航空工程学院·山东烟台·264001}2．国防科技大学电子科学与工程学院·湖南长沙·410073)摘要：为了对三星时差定位系统的定位误差进行标校，首先建立了定位误差与各种测量误差之间的定量关系，同时提出了将卫星位置测量误差等效为时差误差的分析方法，最终得出影响定位精度的主要系统误差是时差测量系统误差和副星相对位置系统误差，

2、从而为三星时差定位标校系统的设计奠定了基础。关键词：三星时差定位；系统误差；标校中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)01—0085-05MajorSystemErrorAnalysisBasedonTri-satelliteTDoALocationSystemWANGYing—guil，CHENZhen-linl，LlTen92，LIUZhengz(1．NavalAeronauticalEngineeringInstitute，Yantai．ShandongProvince264001；2．Instit

3、uteofElectronicScienceandEngineering，NUDT。Changsha，HunanProvince410073)Abstract：Tocalibratethelocationerrorsofatri-satelliteTDOAlocationsystem，aquantitativerelationshipbetweenlocationerrorsanddifferenttypesofmeasurementerrorsisestablished．Meanwhile，ananalysismethodthatderiv

4、esequivalentTDOAerrorsfromsatellitepositionmeasurementerrorsisputforward．AnalysisfindsOUtthatthemajorerrorsarethesystemerrorsofTDOAmeasurementandthesystemerrorsoftherelativepositionmeasurementfortheassociatedsatellite．Basedonthese。atri-satelliteTDOAlocationcalibrationsystem

5、isdesigned．Keywords：Tri—satelliteTDOALocation；SystemError；Calibration0引言三星电子侦察卫星系统由编队飞行的3颗电子侦察卫星组成，星载雷达侦察接收机接收地球表面目标辐射的电磁信号，通过对辐射源信号的时差处理得到辐射源的位置信息[1]。影响定位精度的误差因素很多，文献[1]分析了单次定位情况下时差测量误差的影响，文献[2—3]分析了单次定位情况下卫星位置误差的影响。利用标校源对三星时差定位结果进行校正，是一种提高定位精度的有效方法[4]。在进行标校方案设计之前，必须进行系统的、

6、有针对性的误差分析，这是设计合理有效的标校方案的前提，但是现有文献中尚缺乏相应的研究成果。本文从三星时差定位方程出发，首先推导了定位误差与各种测量误差之间的定量关系，然后根据系统误差与随机误差对定位影响方式的不同，指出系统误差是主要误差因素，通过星座整体位置误差与副星相对位置系统误差对定位影响的定量比较，指出卫星位置误差中副星相对位置系统误差是主要误差因素，最后建立了一种统一的误差描述尺度，将卫星位置误差等效为时差误差，使得误差分析结果更加简单明了，计算机仿真结果验证了本文所得结论的正确性和所提方法的有效性。1定位误差与各种测量误差的定量关系

7、根据三星时差定位原理‘1

8、，可得定位方程为r

9、

10、工。一工

11、

12、一II工l一工0=C·At01Jo而一zo—o勘一工If—c。△‰(1)z2+Y2+#≥=口2【i一8其中毛=[z。，M，≈]T，i=0，1，2表示3颗卫星的测量位置，0表示主星，1、2分别表示2颗副星；工=k，y，2]T表示通过定位方程求解得到的目标位置；·收稿日期：2009～1l一17；修回日期：2010—01一06第一作者简介：王莹桂(1985一)，男，硕士研究生，研究方向为卫星定位系统标校技术；E-mail；wyinggui@126．corn86飞行器测控学报第29卷At。。

13、=6to：．+瓯；，i-----1，2表示距离差引起的主星和副星1(副星2)之间时差测量值，岔玉表示时差真值，氐i表示对应的时差测量误差；口为地球长半轴；e为第一偏