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1、基于非线性最小二乘的三星座时差定位综合算法第50卷第3期2010年3月电讯技术TelecommunicationEngineeringVol.50 No.3Mar.2010文章编号:1001-893X(2010)03-0027-06李 悦1,2,柳 征3,伍渝江1(1.兰州大学数学与统计学院,兰州730000;2.解放军61541部队,北京100094;3.国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073)Ξ摘 要:提出一种基于非线性最小二乘(NLS)的三星座时差定位综合算法。该算法不使用WGS-84椭球模型作为定位约束条件,通过对卫星过顶前后的两组弱观
2、测数据进行综合、配对处理,实现对目标的精确定位。仿真结果表明,该方法不仅对弱观测数据具有较好的定位精度,而且不受目标高程约束,当目标高程不确定时,仍具有稳健的定位效果。关键词:星座;时差定位;极大似然估计;中图分类号:TN953.7 文献标识码:Aissn.03.006I-SatelliteConstellationTDOALocationBasedonNLSLIYue1,2———————————————————————————————————————————————,LIUZheng,WUYu-jiang31(1.SchoolofMathematic
3、sandStatistics,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China;2.Unit61541ofPLA,Beijing100094,China;3.SchoolofElectronicScience&Engineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Thispaperpresentsanintegrationalgorithmofthree-satelliteconstellationTDOAlocat
4、ionbasedonnonlinearleastsquare(NLS),whichisnotconstrainedbyWGS-84ellipsoidmodel.Throughfusingandmatchingwiththetwogroupsofweakobservationaldataproducedbythesatellitewhenenteringorleavingthereconnaissanceregion,thisalgorithmcanobtainpreciselocationofthetarget.Simulationresultsshow
5、thattheproposedalgorithmnotonlyhasbetterlocationperformancewithweakobservationaldata,butalsoisrelativelymoreinsensitivetothetargetheight.Keywords:constellation;TDOAlocation;maximumlikelihoodestimate(MLE);nonlinearleastsquare(NLS)目标源所处的区域称为弱观测区。现有三星座定位1 引 言三星座时差定位系统[1]通过三颗星测量同一脉冲的
6、———————————————————————————————————————————————TOA(TimeofArrival),形成两路时差曲面,加上地球面的约束,实现对地面辐射源的定位。但在实际中,被侦察辐射源往往在卫星过顶时段关机,规避侦察,达到反侦察的目的。这种情况下,三星座定位系统只能在过顶前、后的一小段时间捕获有关目标的少量数据,这种数据被称为弱观测数据,并将此类Ξ方法多采用牛顿迭代或解析法[2],利用两路时差数据和地球模型进行定位解算,当过顶时段无法获得有效数据时,现有方法不能充分利用弱观测数据,对弱观测区目标定位精度较差,并且受目标高程
7、误差影响较大,当目标没有先验高程信息支持时,定位精度不理想[2]。针对上述问题,本文重点研究弱观测数据定位综合处理问题,提出一种基于非线性最小二乘收稿日期:2009-11-25;修回日期:2009-12-09?27??1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.netwww.teleonline.cn电讯技术2010年(NLS)的时差定位综合算法。式中,c为电磁波传播速度,ni为误差项,为方便将cti记为ri:ri=fi(
8、X)+ni,i=1,2,3,4(4)——————————————————————
