双星时差频差无源定位系统定位算法工程指标分析

王勤果,龙 宁

(中国西南电子技术研究所,成都 610036)

1 引 言

双星时差频差无源定位系统是利用两颗卫星通过测量地面同一个辐射源的时差和频差信息来实现对信号的精确定位,具有定位精度高、覆盖区域大、实时性好、对卫星的姿态要求低、系统设备量小等优点。国外在20世纪80年代初就报道了时差频差定位相关技术的研究成果,Stein S在1981年给出了时差和频差的估计精度Cramer-Rao下限和测量方法[1];Ho K C和Chan Y T于1997年对双星时差频差定位算法和多星时差定位算法进行深入研究,并给出了经典的解析求解算法[2];在文献[3]中首次报道了利用时差频差定位成功实现对卫星干扰源的定位。国内许多学者也对时差频差定位相关理论进行了研究[4-7]。但是,国内的研究工作还停留在理论学术研究阶段,没有涉及双星时差频差无源定位系统的工程化相关技术问题,国外文献也没有对其技术细节做详细披露。笔者长期从事双星时差频差无源定位相关理论研究,并对双星时差频差无源定位系统定位算法工程化相关技术问题进行了深入研究。本文针对系统工程化的一个关键技术参数——信号采样时间的选取问题进行了详细论证,并对工程可实现的定位精度进行了理论推导,最后给出了双星系统定位精度效果图。

2 信号采样时间的最优选则

根据对双星定位系统定位精度理论分析可知,时差、频差的测量误差,以及卫星与辐射源之间的空间几何构形及辐射源的固有特性是决定双星定位系统定位精度的关键因素。……