卫星定位中信号时差估计的算法研究

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1、第32卷第04期计算机仿真2015年04月文章编号：1006—9348(2015)04—0061—05卫星定位中信号时差估计的算法研究房利，李选潮，张荣芬(贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025)摘要：在三星定位技术中，接收机收到的信号经常掺杂着相关噪声，在相关噪声环境下，卫星信号存在误差。传统的最小均方误差(LMS)时差估计方法已经无法对TDOA(Timedifferenceofarrival)参数进行有效的估计。在研究基于LMS算法的基础上，考虑高斯过程的高阶累积量恒为零，同时结合四阶累积量理论，提出了基于四阶累积量的优化

2、算法(FOC—LM—STDE)。通过实验，将优化算法与原算法进行了仿真对比(即分别比较了二者在相关噪声环境下的参数估计性能)，优化算法具有稳定，准确的估计性能，优势较为明显。仿真结果表明，用四阶累积量的改进算法能有效克服噪声的相关性．并能够TDOA参数做出较为准确的估计。有效解决了三星定位中相关噪声导致的时差估测不准确问题。关键词：三星定位；时差估计；最小均方误差；四阶累积量中图分类号：TN97文献标识码：BResearchonAlgorithmofTimeDelayEstimationinSatellitePositioningSyst

3、emsFANG—li，LIXuan—chao，ZHANGRong—fen(CofiegeofBigDataandInformationEngineering，GuizhouUniversity，GuiyangGuizhou550025，China)ABSTRACT：Inthepositioningsystemofthreestars，thesignalreceiverreceivesmixedGaussiancolorednoisemoreoften．Furthermore，thereisacorrelationcharacteristi

4、cbetweenthesenoises．ConventionalmethodsofTDOA(Timedifferenceofarrival)parameterestimationinthiscorrelatednoiseenvironmentcouldnotworkeffectively．Inthispa-per，consideringaGaussianprocessordercumulantsconstantlybezero，acreativefourth—orderFOC—LMSTDEal-gorithmbasedonfourth—o

5、rdercumulantstheoryandminimummeansquareerroradaptivetimedelayestimationisproposed，andthentheperformancesimulationofbothalgorithmsinrelevantGaussianwhitenoisesituationsareana—lyzed．Thealgorithmisstableandaccurate，whichhasmoreobviousadvantages．TheresultsshowthattheimprovedF

6、OC—LMSTDEmethodbasedonfourth—ordereumulantscallovercomethenoisecorrelationeffectively，whichisa-bletomakeamoreaccurateestimationforTDOAparameters．KEYWORDS：ThreeStarspositioning；Timeestimates；LMS；Fourth—ordercumulants1引言随着卫星通信业务的飞速发展，卫星通信已在军工、民营等诸多领域被广泛使用，但卫星通信面临的电磁环境日益恶化，受

7、干扰事件时有发生。因此，采取有效的针对措施，对干扰源进行准确的无源定位⋯，以提高卫星系统的抗干扰能力有着重要的意义。不同的卫星收到的同一源干扰信号之间由于传播距离不同会引起时延差(Timedifferenceofarrival：TDOA)，该时延差中包含了干扰源的空间位置信息，获取此空间信息的常用收稿日期：2014—06—25修回日期：2014—07—25途径是TDOA参数估计方法。三星时差定位技术旧。的重点和难点是通过一定的参数估计算法准确、快速地估计和测定出两个TDOA参数值，然后经过两次定位计算得出两条时差线，它们在地球表面上的交点

8、就是干扰源的位置。基于最小均方误差的时差估计方法(Leastmeansquaretimedelayesti-mation；LMSTDE)是基本的时差估计方法¨1，该方法的理论依据是自适应信号处