TDOA与TSOA组合定位性能研究

发布时间：2020-11-01 03:58

　　 多点定位系统的研究与开发应用,可以为空中交通服务提供更好的监视数据,保证航空运输的安全。本论文主要研究TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)与TSOA(Time Sum of Arrival,到达时间和)定位模型的模糊区及GDOP(Geometric dilution of precision,几何精度因子)的分布规律,找出地面基站的最优布站方式,并将其应用到TDOA与TSOA组合定位模型,利用PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群优化)算法对组合定位模型进行求解,最后对定位结果进行性能分析和评估。论文在TDOA与TSOA及其组合定位的定位原理的基础上,先对TDOA定位用于平面定位的模糊区分布规律进行分析总结,再在将其扩展到三维定位。接着对TSOA定位及组合定位的模糊区分布进行研究。论文介绍了GDOP值及其计算,并对TDOA、TSOA及组合定位模型在四站经典布局(矩形、菱形、倒三角形、星形)及多基站情况下GDOP分布图进行仿真,分析基站布局、基线长度、基线夹角、基站数目与主站位置变化对GDOP分布的影响。结果表明,与其他基站布局相比,四基站采用星形布站时,GDOP值分布更均匀,相同位置的GDOP值更小,其定位性能更好。增加基站数目,可以达到减小GDOP值的目的。对于TDOA与TSOA组合定位模型,本文采用基于粒子群的目标定位算法进行求解,分析定位精度。对因斯布鲁克机场进行仿真分析,证明组合定位的性能要优于TDOA定位。
【学位单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V355.1
【部分图文】：

到达时

(a) 三基站模糊区 (b) 四站模糊区图 2-2 TDOA 定位模糊区分布图 2-2 (a)中，三个基站的坐标分别为：BS1(7500,0)，BS2(0,7500)，BS3(-7500,0)；图 2-2 (b)，增加了一个基站 BS4(0,-7500)。观察图 2-2 (a) 与 (b) 可以得到：基站定位的模糊区域主要分布于基线延长线所夹区域内；且模糊区的分布受基站布局的影响；增加基站数目，整个区域内模糊区的总面积明显减小，并且各个基站附近的模糊区面积变小。下面研究不同基站布局类型及基线长度与基线夹角变化对模糊区分布的影响。表2-1 中为不同基站布局下的基站坐标。如图 2-3，分别展示了基站为矩形，菱形，倒三角形和星形分布时，定位模糊区的分布情况。表 2.1 不同基站布局的基站坐标（单位：m）基站布局 BS1 BS2 BS3 BS4

(a) 倒三角形布站 (b) 星形布站图 2-3 TDOA 定位四基站模糊区分布当基站为星形布局时，保持基站位置不变，将主站和其中一个副站的位置进行交换模糊区的分布未发生变化。通过其他仿真实验可知，当其中一个基站位于由其他基站围成的多边形内部时，交换主站与其中一个副站的位置，模糊区分布不变。对于星形布站，保持主站 BS1 和主站下方的基站 BS4 位置不变，改变另外两个基站 BS2 与 BS3 的位置，同时保持基线长度不变，以此来研究基线间夹角变化对模糊区分布的影响。各个基站位置见表 2-2，仿真结果如图 2-4 所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 Dexiu HU;Zhen HUANG;Shangyu ZHANG;Jianhua LU;;Joint TDOA, FDOA and differential Doppler rate estimation: Method and its performance analysis[J];Chinese Journal of Aeronautics;2018年01期

2 刘宝生;王孟;;基于遗传算法的TDOA应用仿真研究[J];数字通信世界;2017年07期

3 赵海;张宽;朱剑;李大舟;;基于TDOA的超声波测距误差分析与改进[J];东北大学学报(自然科学版);2011年06期

4 ;A robust TDOA-based location method and its performance analysis[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2009年05期

5 冯祎;白文乐;;基于TDOA的声源定位系统研究[J];现代信息科技;2019年22期

6 李明;潘俊臣;;超宽带室内定位原理及TDOA定位算法[J];科技创新与应用;2017年02期

7 陆音;蒋康荣;;一种改进遗传算法在TDOA定位中的应用[J];计算机仿真;2016年12期

8 袁冰清;陶建胜;周明;徐弘良;;TDOA定位技术在网格化无线电监测系统中的应用[J];中国无线电;2014年06期

9 俞一鸣;姚远;程学虎;;TDOA定位技术和实际应用简介[J];中国无线电;2013年11期

10 宋越明;于宏毅;;基于改进人工免疫算法的TDOA定位估计[J];通信技术;2010年02期

相关博士学位论文 前10条

1 蒋武扬;基于MDS模型子空间分析的TDOA定位算法研究[D];上海交通大学;2016年

2 邹延宾;TOA/TDOA定位的凸优化方法研究[D];电子科技大学;2018年

3 万鹏武;TDOA被动定位关键技术研究与应用[D];西安电子科技大学;2018年

4 毛永毅;无线通信系统定位技术的研究[D];中国科学院研究生院（国家授时中心）;2008年

5 谢振华;X射线脉冲星空间导航定位的脉冲到达时间差测量技术研究[D];西安电子科技大学;2008年

6 关维国;基于移动广播网的高精度定位关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年

7 曹景敏;多维标度无源定位方法研究[D];电子科技大学;2017年

8 曹轶超;无线电定位算法研究及目标运动分析[D];东华大学;2010年

9 李翠霞;移动终端定位的关键算法研究[D];华南理工大学;2015年

10 王刚;无线传感器网络中定位与跟踪算法的研究[D];西安电子科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 魏睿;无线电台全频带实时监控与高精度定位技术研究[D];东南大学;2019年

2 朱振海;超宽带精准实时定位系统的TDOA定位算法研究[D];海南大学;2019年

3 李少杰;基于LoRa定位关键技术的研究与设计[D];重庆邮电大学;2018年

4 蒋雪妍;基于LoRa技术的低功耗定位方案[D];电子科技大学;2019年

5 薛宝栋;TDOA与TSOA组合定位性能研究[D];中国民航大学;2018年

6 潘雁鹏;基于时差量测的目标定位与跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2019年

7 陈金苗;基于异构天线阵列的多维参数联合估计TDOA测量方法研究[D];西安电子科技大学;2018年

8 龚舒;联合DOA和TDOA估计的无人机定位算法研究[D];山东大学;2019年

9 梁昌业;室内导航融合算法研究与实现[D];电子科技大学;2019年

10 张曦文;基于TDOA和AOA的无线定位算法研究[D];电子科技大学;2019年

本文编号：2865001