[发明专利]一种高精度TOA变化率定位方法

说明书

本发明提供了一种高精度TOA变化率定位方法，其特征在于，包括以下步骤：采用无偏估计和有偏估计方法分别估计TOA变化率；根据无偏估计得到的TOA变化率进行定位得到包含定位偏差的粗定位结果；根据有偏估计方法计算定位偏差；从粗定位结果中减去位置偏差得到目标位置的精估计。

技术领域

本发明涉及一种无源定位技术，特别时一种高精度TOA变化率定位方法。

背景技术

所谓TOA定位就是测量出两个(或多个)基站与移动台之间的信号传播时间，从而得到两个(或多个)基站到移动台距离的估计值，以基站为圆心，到移动台的距离为半径画圆，多个圆的交点就是移动台的估计位置。当出现多个圆不交于同一点时，可以采用一定的方法消除奇异解而得到一个准确的估计位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度TOA变化率定位方法，包括以下步骤：

步骤1，采用无偏估计和有偏估计方法分别估计TOA变化率；

步骤2，根据无偏估计得到的TOA变化率进行定位得到包含定位偏差的粗定位结果；

步骤3，根据有偏估计方法计算定位偏差；

步骤4，从粗定位结果中减去位置偏差得到目标位置的精估计。

本发明在TOA获取定位时，采用无偏估计方法获得的定位误差更小。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为TOA变化率定位原理图。

图2为等效速度估计误差与相对径向加速度的关系示意图。

图3为等效速度估计误差与观测站速度的关系示意图。

图4为基于有偏估计的随机定位误差分布示意图。

图5为基于有偏估计的定位偏差分布示意图。

图6为基于有偏估计的定位总误差分布示意图。

图7为基于有偏估计的修正后定位总误差分布示意图。

图8为观测站速度对定位的影响示意图。

图9为观测站加速度对定位的影响示意图。

图10为不同方法定位误差对比示意图。

图11为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更详细的描述：

1 TOA变化率估计

1.1TOA观测模型

如图1所示，假设静止目标以恒定的重复周期辐射脉冲信号，观测站采用单个通道接收目标信号并估计出脉冲TOA序列。一段时间内，观测站沿一定的航迹运动，由于多普勒效应，在A、B、C等不同时刻，观测站接收到的脉冲间隔不等于脉冲发出的间隔，而是与观测站的速度和观测站与目标的相对位置有关，表现为当观测站接近目标时，脉冲间隔小于脉冲发出的重复周期，反之则大于脉冲发出的重复周期。因而脉冲的间隔包含了相对位置信息，如果持续观测目标信号，尽管单个脉冲无法确定脉冲的位置，但通过观测不同时刻脉冲间隔的变化，也可以实现定位。考虑一般的情形，即不知道信号的重复周期，对二维定位问题建立TOA和目标与观测站相对位置关系的方程，则理论上至少需要在三个不同位置观测即可确定目标位置和信号重复周期。