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1、多站组网时差测量定位精度算法分析探讨【摘要】对于多站组网时差测量无源定位系统而言，在定位精度上有严格的要求，木文主要论述了一种最大定位误差的计算方法。与多站被动定位系统的特点相结合，通过数学方法，对影响定位的主要因素进行分析，在此对次要因素不做考虑，从而得到一种便于工程应用的计算方法。通过试验与公式计算的结果相比，验证了算法的正确性。【关键词】多站组网时差测量无源探测定位精度随着现代化电子技术的飞速发展，电子系统对抗在武器装备屮的应用越來越复杂，战场中的电磁环境变得非常恶劣，特别是在反辐射武器发展中，对传统防空系统构成了严重威胁。无源定位技
2、术主要通过信号接收、信号处理或反射信号灯对目标进行定位、探测及跟踪。在暴露敌方优势的同时，也使自身更加隐蔽，可以有效削弱了敌方战机上告警装置的作用，在对敌方进行攻击的时候更具突发性。除此以外，无源探测通常建立在多站测量定位技术的基础上，因此接收站的布置比较分散，即便是某一处受到攻击，也不会影响整体系统的运转。所以，无源探测及定位技术在近些年越来越受到重视。在无源探测及定位技术的发展中，定位精度技术是研究的热门话题之一，本文主要就对定位精度的算法进行了分析探讨。一、多站组网时差测量定位技术简介多站无源探测技术主要包含时差-测向定位、测向交叉定
3、位及多站时差测量定位等。其中多站组网时差测量被动定位具有对抗能力强、精度高等优势，通过三个及以上的观测站，对信号到达的时间进行测量及数据采集，以此确定辐射源具体位置，进行定位。对于二维平面内的冃标而言，一般通过三个观测站就能够准确进行定位，但是对于空间目标來说，三个观测站难以准确定位，需耍四个以上的观测站才能精确定位。定位的方法是，在多个观测站中，选择一个作为基准站，对信号抵达基准站与其它观测站的时间差进行测量，再根据数学及几何方法即可确定目标位置。二、四站组网时差测量无源定位系统定位公式该无源定位系统由一个主站与三个副站组成四个被动接收站
4、，几个观测站以Y型分布，对该被动时差定位系统建立定位模型。假设需耍测量的目标坐标为(，，)，而测量主站位置坐标为三个副站坐标表示为(，，),其中二1,2,30根据坐标，可以计算出目标到主站、三个副站之间的距离差，为：根据上式，计算可得：(1)式屮：二，，=1,2,3,—091,2,3o对式(1)进行求解，可以直接求得目标位置坐标：(2)公式(2)就是所要测量定位的目标公式，通过微分求导，可以对影响目标定位精度的各种误差进行严格推导。三、工程算法设四个观测站处于相同的水平面内，并且呈Y型分布，各站之间的连线夹角均为120。,各站之间的直线距离
5、呢均为L,T为冃标，其和主站之间的距离R>L,即目标处于远距离、低仰角的状态。因为副站和主站是对称分布的，因此，先选择一个副站P,和主站、冃标共同构成儿何关系，如图1：在此基础上，建立图2所示的执教坐标系，坐标原点0为主站所在位置，P为副站所在位置，位于横坐标上，T表示目标。为了方便分析，将直角坐标系换位球坐标，方位角与俯仰角定义如图2所示。在设定的条件下，可对式(1)表达进行球坐标系的转化，表示为：(3)在严格标定主站、副站距离L及夹角的情况下，对(3)式进行微分求解，可得：(4)根据可以推到得到：(5)令，则:二此时，因为R>L,所以近
6、似于0,则。根据泰勒级数，将在二0处展开：(6)将二代入(6)式：(7)因为L〈R,所以高阶可以忽略，那么(8)相同道理可以求出和。1・距离误差分析将以上所求的、和代入(4)式，对线性方程求解，化简后的到:(9)由于R>L,且为远距离、低仰角状态，所以，则有：(10)整理可得：相同道理，可以对另外两个方程的微分表达式进行求得。对于时差测量误差而言，其误差源是相同的，也就是说、和是近似的或相等的，即均为。2•俯仰角测量误差分析对线形方程组(4)进行求解、化简，可得：(11)在R>L的及情况下，上式可以化简为：考虑到在远距离、低仰角条件下，所有
7、方位向上出现最大偏差的状况,对上式可进行进一步的化简，即可求得的最大值：(12)此时，在主站和副站连线的延伸方向上，因为时差测量误差造成的俯仰角误差达到最大值。3•方位角测量误差分析对线性方程(4)进行求解及化简可得：(13)相同道路，如果目标处于低仰角，最大方位角测量误差的表达式就可以简化为:这个时候，在二30。时，因为时差测量误差导致的方位角测量误差达到最大值。四、结论本文分析了一种最大定位误差的计算方法。结合多站被动定位系统的特点相，通过建立数学模型，对影响定位的主要因素进行分析，从而得到一种便于工程应用的计算方法。参考文献：[1]李
8、红伟，李仕云，纪学军•一种高精度运动多站无源定位算法[J]・无线电工程，2014(5)・[2]杨政•提高时差定位精度的方法[J]・电了信息对抗技术，2011(15)・[3]邢翠柳
