到达时间差定位技术在小型无线电监测站中的应用

摘要

随着无线电技术的发展及应用的日益普及,无线电台大量设置使用给无线电管理带来了严峻考验。为实施有效的无线电信号监管,无线电管理部门建设了大量的小型监测站。但是小型监测站未配置测向模块,而在日常的无线电监测工作中,无线电测向和定位是一种重要的技术手段,开发小型监测站的无线电定位功能,对无线电管理部门在频率台站的监管方面具有现实意义。
　　基于无线电监测系统组网情况,可利用多个小型监测站采用超长基线到达时间差无线电定位技术开展对大功率信号进行多站联合定位,以弥补小型站不能实现无线电定位功能。为了提高系统的定位精度,本文在系统的时间同步、时延估计算法、双曲线数学模型求解算法等方面进行了深入研究和改进。
　　在系统时间同步控制方面,除控制中心外各监测站点采用了高精度GPS控制模块实现时间同步。为消除由数据传输和地理位置造成的时延误差,提出了利用软件设置时间偏移参数来消除误差影响;在时延估算方面,针对系统所监测的目标信号多为大功率连续信号的特点,提出了将谱自相关理论与广义互相关理论相结合的时延估计方法,这样不仅能有效克服噪声的影响,在干扰信号与有用信号相近时也有良好的抑制作用;在时间差定位算法方面,本文提出适合实际工程使用的Chan算法,利用第一次计算结果作为初值,再进行多次建模运算,定位精度更高。
　　此外,本文对系统的定位误差进行了分析计算,提出监测站点选取原则,通过对时间同步、时延估算、模型计算等方面的研究改进,在对大功率信号定位测试中定位精度显著提高。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文工作

1.4 论文组织

第二章 无线电定位方法的选择

2.1 无线电定位方式

2.2 常规定位方法

2.3 TDOA定位优点

2.4 小结

第三章 TDOA定位关键技术在无线电的解决

3.1 时间同步问题的解决

3.2 时延估计问题的解决

3.3 双曲线数学模型的解算

3.5 小结

第四章 TDOA定位系统误差分析与修正

4.1 时间误差分析与修正

4.2 地理位置造成的误差

4.3 小结

第五章 TDOA定位系统组成及性能分析

5.1 系统组成

5.2 系统测试环境

5.3 系统运行流程

5.4 系统测试与分析

5.5 小结

第六章 总结

6.1 论文主要成果

6.2 工作展望

参考文献

致谢