基于FDOA的无源定位算法研究现状与展望

·28·

兵工自动化

Ordnance Industry Automation

2019-04

38(4)

doi: 10.7690/bgzdh.2019.04.007

基于FDOA的无源定位算法研究现状与展望

李明哲1，李小将1，李志亮2

(1. 航天工程大学宇航科学与技术系，北京101416；2. 航天工程大学航天信息学院，北京101416)

摘要：为更好地解决在时间和方向测量精度低的情况下，仅利用到达频差(frequency difference of arrival，FDOA)进行定位求解的问题，对基于FDOA的无源定位算法现状和发展方向进行分析。在阐述FDOA无源定位基本原理的基础上，分析了定位问题的本质和定位算法的分类方法，结合基于定位观测量数据的定位算法和接收信号直接定位法的国内外研究现状，分析了FDOA无源定位算法存在的问题，指明了基于FDOA的定位算法的未来研究方向。该研究可为基于FDOA定位算法的研究提供参考依据。

关键词：FDOA；无源定位；定位算法；直接定位

中图分类号：TP302.7 文献标志码：A

Research Status and Prospect of Passive Localization Methods Based on

Frequency Difference of Arrival

Li Mingzhe1, Li Xiaojiang1, Li Zhiliang2

(1. Department of Aerospace Science & Technology, Aerospace Engineering University, Beijing 101416, China;

2. School of Aerospace Information, Aerospace Engineering University, Beijing 101416, China)

Abstract: In order to better solve the problem of passive localization using frequency difference of arrival (FDOA) only, in the case of low time and direction measurements precision, the research status and development direction of passive localization methods based on FDOA are analyzed. On the basis of expounding the basic principles of FDOA passive localization, the nature of localization problems and the classification of localization methods are analyzed. The problems in the localization methods using measurement data and the direct position determination methods using received signals are analyzed respectively, through the summary and comparison of research status at home and abroad, and the future research directions of the FDOA-based localization methods are pointed out. This study can provide reference for the research of passive localization methods based on FDOA.

Keywords: FDOA; passive localization; localization method; direct position determination

0 引言

无源定位指侦察设备不向被探测目标发射无线电信号，只是通过接收电磁波信号对目标定位的一项技术[1]，一般可分为基于目标自身辐射信号的辐射源定位和基于第三方辐射信号的外辐射源定位。前者通过接收目标自身辐射的信号实现定位，后者通过外辐射源对目标进行照射，接收目标的散射信号，对目标实现定位[2]。文中定位特指获取目标的位置和速度信息。无源定位的主要侦察设备为无源雷达，相比有源雷达，它的主要优点是：1) 不需要主动发射脉冲，反侦察能力强，雷达本身的安全性较高；2) 只负责接收信号，可以全时工作，不受发射机静默周期的限制；3) 绝大多数的隐身技术和有源干扰技术针对有源雷达，减小目标在特定方向的雷达散射面积或信噪比，而无源雷达可以在对方不知道的情况下进行探测和定位，故其性能更加稳定；

4) 对于采用第三方辐射源方式的无源定位，即使在目标电磁静默的情况下仍可正常侦察[3]。综上所述，与传统有源定位相比，无源定位的方式更加安全且可以实现更好的定位效果。近年来，许多国家研制了无源定位系统，如捷克的VERA-E电子情报和无源空中监视系统、俄罗斯VEGA85V6-A三坐标无源定位系统、乌克兰“恺甲”空情监视定位系统、美国洛克希德·马丁公司研制的“沉默哨兵”被动探测系统、以色列的EL-L8300和EL-L8388无源定位系统、德国EADS防务电子公司的“FELS快速辐射源定位系统”等[4]。

无源定位从体制上可以分为基于到达角度的定位[5]、基于到达时差的定位[6]、基于到达频率的定位[7-8]和基于多种定位观测量[9]的联合定位。其中，基于到达频差(frequency difference of arrival，FDOA)

1

收稿日期：2018-12-16；修回日期：2019-01-14

基金项目：“高分专项”青年创新基金(GFZX04061502)

作者简介：李明哲(1990—)，男，黑龙江人，博士，从事运动目标无源定位系统研究。