多点定位技术及应用

多点定位系统关键技术—布站与GDOP影响

多点定位系统关键技术—时钟同步与TOA测量
集中式时钟同步
分布式时钟同步

多点定位系统关键技术—时钟同步与TOA测量
信号脉冲沿TOA测量：
脉冲前沿
检测门限

多点定位系统关键技术—时钟同步与TOA测量
多点定位技术 及应用简介
科研开发中心
徐自励

主要内容
多点定位系统定位原理 多点定位系统关键技术 多点定位系统主要应用 多点定位系统与ADS-B系统的联系

多点定位技术及应用简介
一、多点定位系统定位原理

多点定位原理
TDOA-TSOA定位原理

多点定位技术及应用简介
三、多点定位系统主要应用

多点定位系统主要应用
场面运动监视 航路及进近区域的SSR替代 高度监视（Height Monitoring Unit，HMU） 平行跑道监视（Parallel Runway Monitoring， PRM） ADS-B性能验证 ……
差分匹配滤波－过零点TOA测量：
输入信号脉冲
差分匹配滤波器输出信号波形 差分匹配滤波器

多点定位系统关键技术—目标定位算法
定位方程：
f i ( x, y, z , xk , yk , zk ) = ui = mki − ei , i = 1, 2,..., n
ui
mki
σ P = GDOP * σ toa
Intersection of 2 hyperbolas (bad HDOP)
Intersection of 2 hyperbolas (bad HDOP) - detail

多点定位系统关键技术—布站与GDOP影响

多点定位系统信号功能
雷达信号功能——位置 测量（反欺骗） 通信信号功能——数据 传输
ADS－B信号功能
通信信号功能——数据 传输

敬请各位专家 批评指正
2011年11月9日

测量真值 实测值 测量误差 目标位置
ei
( x, y , z )
( xk , yk , zk ) 传感器几何位置

多点定位系统关键技术—目标定位算法
迭代定位算法 Taylor级数法
算法收敛时，精度高（取决于测量噪声强度） 需要选择迭代初值 多次迭代，效率较低 算法收敛性难以保证（取决于初值选择，TOA测 量精度）

多点定位原理
|d1-d2| =常数
双曲线 － 到两点距离差是常数的点构成的线
三个接收机，就可产生两条双曲线 目标位置是两个双曲线的交点

多点定位技术及应用简介
二、多点定位系统关键技术

多点定位系统关键技术—系统组成
必需部分
接收机 中心站
可选部分
参考应答机（同 步与时间校正） 询问机（有源定 位）

多点定位系统关键技术—布站与GDOP影响
2 2 GDOP ( x, y, z ) = σ x + σ y + σ z2 / σ toa
Intersection of 2 hyperbolas (good HDOP) Intersection of 2 hyperbolas (good HDOP) - detail
闭式定位算法 Chan方法
闭式解，效率高 定位精度相对较差 非线性较强，受观测噪声影响大

多点定位系统关键技术—无源与有源定位 无源定位系统
无需发射询问信号 无需申请发射许可 不占用频率资源 适用于航空器安装ACAS系统以及现有MSSR覆盖区 域目标监视


多点定位系统主要应用

多点定位系统主要应用

多点定位系统主要应用

多点定位技术及应用简介
四、多点定位系统与ADS-B系统 的联系

多点定位系统与ADS－B系统的联系
多点定位系统关键技术—无源与有源定位 有源定位系统
具有无源定位系统的功能 可以询问目标并获得应答信号 通过询问增强对终端区及低空域的覆盖 通过询问提高目标刷新率 改善定位方式（TDOA-TSOA定位）和定位精度

多点定位系统关键技术—无源与有源定位
TDOA定位
A
B
TDOA-TSOA定位