基于相位变化率的三维定位技术-论文.pdf

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1、a叶技2014年第27卷第8期ElectronicSci．&Tech．／Aug．15．2014基于相位变化率的三维定位技术张海鹏、(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)摘要传统的无源定位方法定位时间长、定位精度较低。文中针对该问题，提出了一种基于相位差变化率的三维定位方法，该方法通过三单元天线阵获取相位差变化率，实现了辐射源定位，其定位精度高、定位速度快。同时分析了定位误差与测量误差的关系，给出了定位误差表达式。通过仿真分析了相位差测量误差以及相位差变化率测量误差对于定位精度的影响，仿真结果表明，相位差变化率误

2、差对定位精度的影响最大，是制约精度提高的主要因素。关键词无源定位；相位差变化率；GDOP中图分类号TN958．97文献标识码A文章编号1007—7820(2014)08—097—04Researchon3DLocationwithPhaseVariationzHANGHaipeng(SchoolofElectronicEngineering，XidianUniversity，Xi’an710071，China)AbstractThetraditionalmethodofpassivelocationtakeslongposit

3、ioningtimeandhaslowpositioningaccura—cy．Aphasechangeratebasedonthree·dimensionalpositioningmethodisproposedtoachievearadiationsourceposi—tioning，highpositioningaccuracy，positioningspeedbyobtainingphasechangerateusingthethree—elementantennaarray．Therelationshipbetwee

4、nthepositioningerrorandmeasurementerrorisanalyzed，andthepositioningerorex—pressionsaye西Ven．Asimulationanalysisismadeoftheeffectofthephasemeasurementerrorandtherateofchangeofphasemeasurementerorsontheaccuracyofthesimulationresults．Theresultsshowthattherateofchangeofp

5、haseerrorshasthegreatestimpactonpositioningaccuracy，thustheprimaryrestrictingfactorinaccuracyimprovement．Keywordspassivelocation；phasevariations；GDOP机载单站快速无源定位技术是无源侦察定位技术之一，其优点是只需单个干涉仪和平台，设备量小、作用／，o／距离远、机动『生好，且能与地面、舰载系统协同使用。因此，众多国家均将升空的无源侦察定位系统列为发展的重点，甚至已进入工程应用阶段。单站

6、无源定位技术的具体实现方法主要有测向定位法、时差定位法、多普勒频率定位法、方到达时间定位法、方多普勒频率定位法以及测相位差变化率定位法J。但前几种方(b)干涉仪接收来波示意图法普遍定位时间较长，且定位精度较低J。由于测相位图l三维定位原理图差变化率无源定位可实现单站定位，且定位精度高、速选机腹下机身轴与机翼轴的交点0作为机身代度快，因此，该无源定位方法成为近年来的研究热点。表点，建立载机三维直角坐标系0一XYZ，如1基于相位差变化率的三维定位原理图1(a)所示。机载运动平台上两副相位干涉仪接受目标辐射电磁波相位差信息几何图，如

7、图1(b)所示。利用相位差变化率的三维定位，是利用空中运动图中，和E为在机身轴上相位干涉仪的两个单元平台所携带的三单元天线阵获得的目标辐射源辐射波天线，间距及基线长度为dd，Zl、22、Z3；EE6、E为的相位差变化率信息(t)，从中获取辐射源的方位、接收到目标的来波方向，目标相对于观测平台的方位俯仰信息以及距离信息，从而对辐射源进行定位J，其角和俯仰角为。定位原理如图1所示。由图中的几何关系可得二单元天线阵、与、E收稿日期：2013-12-18接收目标来波信号的相位差变化率(t)、()分别为，^，，作者简介：张海鹏(1988

8、一)，男，硕士研究生。研究方向(￡)=(cocoss—bsinflsine)，k=(1)雷达对抗，信号处理与仿真。E—mail：HPzhang2007@126．comWWW．dianzik~ji．org张海鹏：基于相位变化率的三维定位技术[4]CLAUDEJ，DENISP．O