在卫星干扰源定位系统中信号时间差计算的小波变换方法

在卫星干扰源的卫星定位理论中，需要通过计算信号的时间差和多普勒频差来确定卫星干扰源的位置。测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差的精度，决定了卫星定位的准确度。本文研究计算时间差的信号处理及其计算。利用小波变换方法计算两个信号的相关特性可以减少计算的数据量，同时可以根据需要，很快得出所需要的信号时间差。     

卫星干扰源定位理论研究

研究卫星干扰源的卫星定位理论.通过测量两颗相近位置卫星的时间差和多普勒频率差,可以确定地面干扰源的位置.在文中分析了卫星轨道参数与定位坐标之间的关系,给出了计算结果并进行了讨论.     

基于TDOA的卫星干扰源定位方法的研究

针对到达时间差/到达频率差（time difference of arrival /frequency difference of arrival,TDOA/FDOA）卫星干扰源定位系统中卫星速度难以准确预测,导致定位精度不高,尤其是在参考站数量较少时,定位误差较大的问题,提出了采用TDOA方法实现高精度单参考站卫星干扰源定位。研究了TDOA卫星干扰源定位原理,建立了定位数学模型,采用信赖域算法计算干扰源的位置,进行了定位方法实验验证,分析了定位误差。通过对实测卫星信号的定位试验,证实了该定位方法在单参考站条件下显著提高卫星干扰源定位精度的有效性。     

卫星干扰源定位系统中到达时差检测方法研究

为了进一步提高卫星干扰源测时差定位的性能,文章提出了一种基于小波变换和奈曼一皮尔逊准则的到达时间差参数估计方法.该方法利用小波去噪特性,在低信噪比环境下,能够准确估计接收信号的TDOA参数,为提高卫星干扰源定位性能提供了有效方法;通过选择最佳小波基函数对接收信号直接进行加权处理,减小了传统小波变换过程中的运算量,仿真结果验证了算法的可靠性和有效性.     

利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法

针对利用直接定位（DPD）方法对全球导航卫星系统（GNSS）终端面临的干扰源进行定位时，在线计算复杂度高的问题，提出了一种利用神经网络逐级缩小定位区域的低复杂度多级干扰源直接定位方法。该方法首先使用多级全连接神经网络（FNN）逐级缩小干扰源所在的区域范围，每一级处理将目标区域均分为两个子区域，并利用预训练的以接收信号功率作为输入特征的神经网络选出干扰源所在的子区域，从而大幅缩小干扰源所在的目标区域；然后在锁定的最终子区域内划分网格并使用DPD方法对干扰源进行精细定位。由于逐级二分处理已将干扰源可能存在的区域大幅缩小，因此有效降低了DPD方法的网格搜索集合大小。仿真结果表明：在较高干噪比条件下（对于压制式干扰通常大于20 dB）,所提方法能获得与DPD方法接近的定位性能，而在线计算复杂度相比于DPD方法可降低大约2^M倍（M为神经网络级数）,定位误差相比于传统基于到达时间差（TDOA）的Chan氏定位方法可降低90%以上。     

对TDOA无线定位技术的研究与展望

TDOA(Time Difference Of Arrival)是一种基于时间到达 差来定位的技术,起始于"罗兰"导航系统,主要利用船上设备测量多个已经方位信号源的信号到达时间差来确定自身位置;对无线电监测来讲,TDOA就是利用一个信号源到达多个监测站的时间差来确定信号源的位置. TDOA技术概述 时差测向法(TDOA)是利用电磁波波前到达某一测向站不同天线单元的时差,采用距离单位的TDOA避免了传统相位测量的相位模糊问题,从而可以通过距离较远的天线接收单元(或不同位置的监测站)实现定位.     

GPS转发欺骗式干扰时延分析

在GPS转发欺骗式干扰中,转发时延是一项关键技术,当转发时延不合理时,会使接收机钟差改变,容易被识别,降低欺骗干扰的成功率。利用GPS伪距定位原理,推导了转发时延的算法,并针对不同的计算结果分析其对接收机钟差的影响。得出的结论为:当被转发卫星到转发器的距离与转发器到真实点距离之和不大于被转发卫星到虚拟点的距离时,干扰不会对接收机钟差产生影响，否则会影响接收机的钟差。从这个角度出发,对GPS转发欺骗式干扰源的部署位置做了分析，当转发器位于被转发卫星和真实点的连线上,可以使不对接收机钟差产生影响的虚拟点的选择范围最大。     

GPS与北斗广播星历TGD参数对单点定位影响比较分析

卫星群延时间参数(Timing Group Delay,TGD)表征了卫星不同频率信号通道之间的延迟偏差,一般作为重要的信息在卫星导航系统的广播星历中播发给用户.由于不同卫星导航系统广播星历中的钟差定义的不同,卫星TGD参数的含义也有所差异,用户在利用广播星历进行定位授时中必须正确理解并使用广播星历卫星钟差与各个频率信号的TGD改正参数.本文针对GPS和北斗卫星导航系统(BDS),分别使用无电离层组合和单频观测对TGD参数在定位中的影响进行计算和分析,通过比较分析指出了目前北斗广播星历中的TGD可能存在一些问题需要进一步调查.     

矢量延迟锁定环码跟踪偏差产生机理研究

矢量延迟锁定环（VDLL,Vector Delay Lock Loop）是一种直接估计接收机状态（位置,速度和钟差等）进而实现对各路可见卫星信号PRN序列的跟踪的方法.不同卫星信号到接收机的传输时延由接收机和卫星的位置决定,它们满足特定的几何关系,VDLL通过对各路卫星信号传输时延之间相关信息的提取,达到降低跟踪门限的目的.目前国内外对VDLL算法的研究均默认了VDLL跟踪的无偏性,给出了VDLL算法的理论计算结果,发现VDLL算法会导致码跟踪偏差,并通过理论计算和实验仿真验证了该问题,该码跟踪偏差会导致定位解算出现较大的偏差,因此必须加以修正.     

基于检测概率和波达角估计的单接收机定位方法

为了解决对未知干扰源定位的问题,采用基于检测概率和波达角估计的单接收机定位方法,只需一个参考节点就可以确定干扰源的位置。该方法采用能量检测作为接收机的感知模型,利用接收机的感知结果估计距离参数;使用天线阵列的测量数据,采用多重信号分类算法估计角度参数,从而得到目标的坐标。仿真实验证实了该方法精度较高,能够有效估计干扰源的位置。     

基于到达时间差和频率差信息的机载无源定位方法

提出了一种利用到达频率差和到达时间差信息的机载无源定位方法,分析了定位算法在单次测量定位时的精度和可观测性,计算机仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

飞机结构强度试验中声源定位技术的研究与验证

针对飞机结构强度试验中飞机结构损伤位置定位困难这一问题,采用基于时差(time difference of arrival,TDOA)的定位方法,比较了最小二乘法和最优化方法的定位精度;并对影响定位精度的因素进行了分析讨论。然后采用十六元八边形声阵列建立了定位系统,在试验现场对机翼盒段的敲击声进行定位。结果表明声阵列能够消除混响及低频噪声的影响,具有良好的定位精度,适用于飞机结构强度试验。     

TDOA定位中到达时间及时间差误差的统计模型

移动通信环境中,非视距传播与多径效应引起的信号附加时廷是影响TDOA定位精度的主要因素,深入研究信号到达时间差误差的统计特性,有利于进一步提高TDOA定位的精度．基于移动通信环境中非视距传播信号附加时廷服从指数分布的特性,综合考虑信号检测过程中引入的系统误差,利用统计分析方法,建立了信号到达时间的统计模型和到达时问差的误差分布模型,模型反映了蜂窝网络中信号到达时间和到达时间差误差的统计规律,模拟实验证明了模型的有效性．     

基于电磁辐射到达时差的电弧故障定位及精度

为了实现利用电磁辐射信号进行配网电弧故障定位,提出了一种基于到达时差(time difference of arrival, TDOA)方法的Chan-LM协同定位算法。该算法采用Chan算法快速获得的初始点,再经过LM(Levenberg-Marquart)算法迭代修正定位结果。仿真分析了TDOA定位算法、电磁辐射传感器配置对定位精度的影响,结果表明Chan-LM协同算法比Chan算法的定位误差减小40%,参考主站位于中心位置的Y形布站方式,传感器所在海拔高度相同时的监测区域整体定位准确度较高。利用实测电弧电磁辐射波形验证了Chan-LM协同算法能够有效改善定位精度,为基于电磁辐射TDOA的电弧定位策略应用提供参考依据。     

一种改进的混合定位算法

针对目前移动通信网络中无线定位精度偏低的情况,提出一种改进的混合定位算法.主要思想是基于TDOA(到达时间差),考虑NLOS(非视距传播)影响的定位算法.并在求解过程中引入类TOA(到达时间)的计算方法,然后采用最大似然(ML)法估计位置点坐标,最后通过校正,使定位误差达极小值,从而实现精确定位.模拟试验验证了算法的有效性.随着定位精度的增加,紧急救援和交通导航等位置服务的效率将会有很大提高.     

基于Wigner-Ville时延分析的传感器网络定位方法

到达时间差(TDOA)定位是根据各个传感器接收信号的时差来实现目标定位的,时延估计的准确程度直接影响到定位的精度。从信号能量角度出发,根据Wigner-Ville变换得出一种时频能量分布,通过对应频率下能量的最大值来确定信号的到达时间,进而确定出时间差,同时计算了振动信号在实验介质中的传播速度,最终实现了振动定位的目的。试验结果表明,基于WVD时频能量分析的方法有利于减少实际测量环境下的振动源定位误差,从而提高定位的精度。     

一类基于最小二乘法的声发射源组合定位算法

介绍了声发射源时差定位方法的基本原理及其常用的声发射源定位方法.针对声发射源三维定位常规算法中初始值的选取影响算法收敛速度和定位精度的问题,充分利用最小二乘算法的估计特性,改进定位算法,提出一类基于最小二乘法的Geiger优化迭代组合定位算法.数值仿真算例表明:该方法能有效解决迭代法的初始值问题,保证算法的收敛并且提高迭代算法的收敛速度.     

一种基于Watterson模型的短波信号时延估计算法

基于TDOA的短波信源定位技术相比于传统的基于AOA的短波定位技术具有设备简单、成本较低且架构方便的优点。然而,对短波信号直接进行传统的TDOA估计并不能得到信号的时延信息。以Watterson短波信道模型构造短波信号,在研究对比基本相关与模值相关算法的基础上,提出了基于广义相关熵模值的时延估计算法。仿真实验表明,即使在较低信噪比下,该方法仍然保持着较高的时延估计性能,是一种适用于短波信号的新型时延估计算法。     

削减NLOS误差的UWB室内定位算法

为了解决非视距(non-line of sight, NLOS)环境下超宽带(ultra-wideband, UWB)室内定位精度低的问题,提出一种基于到达时间差(time difference of arrival, TDOA)的UWB室内定位算法来削减NLOS误差,提高定位精度。利用卡尔曼滤波算法,初次估计移动标签节点与各锚节点间的TDOA值;基于TDOA差值进行NLOS误差判别,依据判别结果对受NLOS误差影响的测量值进行视距(line of sight, LOS)重构,并利用仅受LOS误差影响的历史值更新卡尔曼滤波的协方差阵;利用Chan-Taylor算法进行迭代计算,得到最终精确的定位结果。实验结果表明,在LOS环境下,提出的算法能达到分米级的定位精度;在受NLOS影响的环境下,该算法能有效提高定位精度,减小定位误差,具有更好的稳定性。