多站复合时差定位方法研究
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李其芳
（ 陆军 军官学院研究 生管理大 队，合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
摘要 ： 提 出了适应于实际环境 的基于通信基站的复合定位算法。此算法在没有 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值
的先 验信 息 时 ， 可以有 效地 实现 对辐 射 源的 寻找 和定位 ， 而且定位 性 能 比较 稳 定 。而后 通过仿 真 实验进 行验 证说 明。 当 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测 量值 误 差不 确 定或 者 增 大 时 ， 该 算 法 能够 获得 较 好 的 定位 结果 。在 复 杂的战 场环 境 下 ， 应 用 于无规 则分 布 多站 定位 ， 收到很 好 的效 果 。
ｕ Ｑ ｉ — ｆ ａ ｎ ｇ
（ Ｔ ｅ ａ ｍＧ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｍｄ ｅ ｍＤ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ Ａ ｒ ｍ ｙＯ ｉ ｆ ｑ ｃ ｅ ｒ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ，
ｄｓ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｃ ｈ ｎ ａ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ；Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｄ ｖ ｌｕ ａ ｅ ；ｃ ｏ ｍｐ ｏｕ ｎ ｄ ｏｓ ｐ ｉ ｔ ｉ ｏ ｉｎ ｎ ｇ ；ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
在区域解模糊 ， 不需要提供 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差的 先验信息来求解定位方程 ， 因此尝试在多站定位 时， 仍使用三站定位算法 ， 通过基站组合 ， 实现对 辐射源的有效定位 ， 称此方法为多站组合定位方
ｉ ｓ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｓ ｉ ｅ— ｒ ｕ ｌ ａ ｉ ｆ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｗ ｈ ｅ ｎ Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｒ Ｉ ＇ ｏ ｒ ｉ ｓ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｓｅ ａ ｄ，ｔ ｈｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｔ ｂ ｙ ｐ ｍｐ ｏｓ ｅ ｄ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ．Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｅ ｎ ｉｒ ｖ ｏｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈｅ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ Ｃ ｎ ａ ｅ ｂ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ
位中的非线性方程。但是 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法在多站定位 的时候需要 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差 的先验信息 ， 而在 实 际应用 时 ， 特 别 是 在 战场 环 境 下 ， 要 了解 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ
测量值误差 的先验信息是很 困难 的＿ ２ ］ ， 而考虑到
Ｃ ｈ ａ ｔ ｒ 算 法 平 面 ３站定 位 时 ， 只 需 要利 用 辐 射 源存
ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｉ ｔ ｏｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｌ ａ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｎｏ Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｉ ｒ ｏ ｒ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈｅ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
电子信息对抗技术 ・ 第２ ８卷 ２ ０ １ ３年 ７月第 ４期
李其芳 多站复合时差定位方法研究
１ ５
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ７ １ ． １
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ １ ５— ０ ４
多 站 复 合 时差 定 位 方 法 研 究
关键词 ： Ｃ ｈ ａ ｎ算法 ； ｒ Ｉ Ｄ Ｏ Ａ测量值 ； 复合定位 ； 辐射源
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － Ｓ ｔ ａ ｉｏ ｔ ｎ Ｃｏ ｍｐｏ ｕ ｎｄ Ｔｉ ｍｅ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ Ｐｏ ｓ ｉ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
１ 引言
目前主流定位计算 中的解析法 主要有 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法 、 Ｆ ａ ｎ ｇ 算法 、 Ｆ ｒ ｉ ｅ ｄ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ 算法等。Ｃ ｈ ｎ 算法 由 ａ 于计算简洁且精度较 高而被广泛使 用 ， 在Ｔ Ｄ Ｏ Ａ 测量误差 比较小 时， 具有最优估 计性能 ； Ｆ ａ ｎ ｇ 算 法计算过程简单 明确 ， 可 以得到基于 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量 数据 的最 优 解 ， 但 是 该 算 法 不 能 利 用 冗 余 的
（ 陆军 军官学院研究 生管理大 队，合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
摘要 ： 提 出了适应于实际环境 的基于通信基站的复合定位算法。此算法在没有 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值
的先 验信 息 时 ， 可以有 效地 实现 对辐 射 源的 寻找 和定位 ， 而且定位 性 能 比较 稳 定 。而后 通过仿 真 实验进 行验 证说 明。 当 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测 量值 误 差不 确 定或 者 增 大 时 ， 该 算 法 能够 获得 较 好 的 定位 结果 。在 复 杂的战 场环 境 下 ， 应 用 于无规 则分 布 多站 定位 ， 收到很 好 的效 果 。
ｕ Ｑ ｉ — ｆ ａ ｎ ｇ
（ Ｔ ｅ ａ ｍＧ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｍｄ ｅ ｍＤ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ Ａ ｒ ｍ ｙＯ ｉ ｆ ｑ ｃ ｅ ｒ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ，
ｄｓ ａｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｃ ｈ ｎ ａ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ；Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｄ ｖ ｌｕ ａ ｅ ；ｃ ｏ ｍｐ ｏｕ ｎ ｄ ｏｓ ｐ ｉ ｔ ｉ ｏ ｉｎ ｎ ｇ ；ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
在区域解模糊 ， 不需要提供 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差的 先验信息来求解定位方程 ， 因此尝试在多站定位 时， 仍使用三站定位算法 ， 通过基站组合 ， 实现对 辐射源的有效定位 ， 称此方法为多站组合定位方
ｉ ｓ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉｔ ｒ ｈ ｍ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ ｈｅ ｔ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｈｅ ｔ ｓ ｉ ｅ— ｒ ｕ ｌ ａ ｉ ｆ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｗ ｈ ｅ ｎ Ｔ ＤＯ Ａ ｍｅ ｓｕ ａ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｒ Ｉ ＇ ｏ ｒ ｉ ｓ ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ｓｅ ａ ｄ，ｔ ｈｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｔ ｂ ｙ ｐ ｍｐ ｏｓ ｅ ｄ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ．Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｅ ｎ ｉｒ ｖ ｏｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈｅ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ Ｃ ｎ ａ ｅ ｂ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ
位中的非线性方程。但是 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法在多站定位 的时候需要 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量值误差 的先验信息 ， 而在 实 际应用 时 ， 特 别 是 在 战场 环 境 下 ， 要 了解 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ
测量值误差 的先验信息是很 困难 的＿ ２ ］ ， 而考虑到
Ｃ ｈ ａ ｔ ｒ 算 法 平 面 ３站定 位 时 ， 只 需 要利 用 辐 射 源存
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电子信息对抗技术 ・ 第２ ８卷 ２ ０ １ ３年 ７月第 ４期
李其芳 多站复合时差定位方法研究
１ ５
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ７ １ ． １
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ １ ５— ０ ４
多 站 复 合 时差 定 位 方 法 研 究
关键词 ： Ｃ ｈ ａ ｎ算法 ； ｒ Ｉ Ｄ Ｏ Ａ测量值 ； 复合定位 ； 辐射源
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ —２ ２ ３ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － Ｓ ｔ ａ ｉｏ ｔ ｎ Ｃｏ ｍｐｏ ｕ ｎｄ Ｔｉ ｍｅ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ Ｐｏ ｓ ｉ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
１ 引言
目前主流定位计算 中的解析法 主要有 Ｃ ｈ ａ ｎ 算法 、 Ｆ ａ ｎ ｇ 算法 、 Ｆ ｒ ｉ ｅ ｄ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ 算法等。Ｃ ｈ ｎ 算法 由 ａ 于计算简洁且精度较 高而被广泛使 用 ， 在Ｔ Ｄ Ｏ Ａ 测量误差 比较小 时， 具有最优估 计性能 ； Ｆ ａ ｎ ｇ 算 法计算过程简单 明确 ， 可 以得到基于 Ｔ Ｄ Ｏ Ａ测量 数据 的最 优 解 ， 但 是 该 算 法 不 能 利 用 冗 余 的