基于经度变换法的单台链双曲线定位GDOP计算
发布时间：2021-11-09 22:19
无线电双曲线定位精度与几何精度衰减因子（GDOP）密切相关。针对单台链双曲线定位GDOP值计算存在区域划分判定不明确的问题,提出的经度变换法使得GDOP值计算更加准确、有效。以阿尔法无线电导航系统为例,计算并分析其在（20°N,30°E）,（80°N,150°E）所围大矩形区域的GDOP值,结果表明:所提方法可实现Ⅰ、Ⅲ与Ⅱ、Ⅳ区域的有效识别,在Ⅱ、Ⅳ区域内,GDOP值计算准确度平均提升了13.07%,在（29°N,103°E）,（37°N,114°E）所围矩形区域内,GDOP均小于5,保证了试验验证的可用性。
【文章来源】：时间频率学报. 2020,43(03)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图5台站与大矩形区域相对位置示意图
珿DOP值采用公式（2）、（3）与（4）结合计算，在所选区域内GDOP平均值为73.12。因此，与未进行区域判断相比较，GDOP值计算准确度平均提升了13.07%。由于后期要进行试验验证，为提升试验验证数据的代表性、有效性及可用性，现选取（29°N，103°E），（37°N，114°E）矩形区域。所选区域覆盖山地、丘陵、森林、平原、高原、平川、河谷、沙漠及戈壁等地貌，地形地貌多样、复杂，有利于后期试验中验证阿尔法无线电导航系统在不同地貌地区的定位精度，其结果如表2所示，同时绘制了GDOP值分布等值线，计算结果见图7。表2阿尔法无线电导航系统在试验区域的GDOP值分布表纬度GDOP值103°E104°E105°E106°E107°E108°E109°E110°E111°E112°E113°E114°E29°N2.812.902.983.083.183.293.413.553.683.844.004.1730°N2.772.852.943.043.143.263.383.513.653.813.974.1531°N2.722.802.903.003.103.223.343.483.623.783.954.1432°N2.672.762.862.963.073.183.313.453.603.763.934.1233°N2.632.722.822.923.033.163.293.433.583.753.934.1234°N2.602.692.792.893.013.133.273.413.573.743.924.1235°N2.562.662.762.872.993.113.253.403.563.713.934.1436°N2.532.632.742.852.973.103.253.403.573.753.954.1637°N2.512.612.722.842.963.103.253.413.583.773.984.2038°N2.492.602.712.832.963.113.263.433.613.814.034.26图7阿尔法无线电导航系统在试验区域的GDOP等值线根据表2和图7，能直观形象地得到GDOP值的分布情况与变化趋势：定位点经度一定时，GDOP值随着纬度的增加而减小，达到某一最小值后，GDO
示。归化纬度转换计算大圆距离计算θ1和θ2直角坐标转换确立新坐标系进行经度变换区域识别计算GDOP定位点在Ⅱ、Ⅳ区域定位点在Ⅰ、Ⅲ区域12212||2图4GDOP计算流程在计算过程中，定位点在所选大矩形区域内，以经纬度1°为步进量，划分区域网格，遍历区域网格中的7381个点网格点，每个网格点均采用经度变换法进行区域识别并进行GDOP计算。图5为阿尔法系统主台、东副台、西副台3个台站以及所选大矩形区域相对位置示意图，采用经度变换法进行区域识别，识别结果如图6所示。将图5与图6两者进行比较，同时在大矩形区域内选取Ⅰ、Ⅲ与Ⅱ、Ⅳ区域属性明显的4个定位点作为验证，经度变换法确实可实现定位点所属区域的有效识别。图5台站与大矩形区域相对位置示意图图6经度变化法在大矩形区域的区域识别结果其中，位于Ⅰ、Ⅲ与Ⅱ、Ⅳ的点数分别为3409、3404、248、320，共有568个点位于Ⅱ、Ⅳ区域。未20°N30°N40°N50°N60°N70°N80°N140°E120°E100°E80°E60°E40°E140°E120°E100°E80°E60°E40°E20°N30°N40°N50°N60°N70°N80°N30°E150°E30°E150°E80°N20°N80°N20°N监测站主台站副台站ⅠⅢⅣⅡ1000km20°N，30°E80°N，150°E
【参考文献】：
期刊论文
[1]长河二号导航系统通信潜能分析[J]. 任席闯,崔洁,刘冰. 舰船电子工程. 2018(12)
[2]附有高程约束的卫星导航系统精度因子分析方法[J]. 徐健,武建锋. 时间频率学报. 2018(02)
[3]长河二号系统海上定位精度预测与实验研究[J]. 王程峥,李文魁,高敬东,徐务农. 中国航海. 2012(03)
[4]中国南海区域罗兰C单台链双曲线的GDOP研究[J]. 刘睿,朱银兵,张婷. 船电技术. 2011(01)
[5]远程无线电导航系统的定位误差分析及其仿真[J]. 文富忠,董锐,郑勇斌,陈延国. 应用科技. 2003(05)
[6]俄罗斯甚低频导航系统用于我国近海的定位精度分析[J]. 李彬玉,王丰乐. 青岛大学学报(自然科学版). 2002(04)
[7]基于GDOP的导航定位误差和最优岸台设计算法的研究[J]. 文富忠,孙克宇,徐定杰. 哈尔滨工程大学学报. 2002(02)
[8]Analysis and Comparison of Range-Range Positioning Mode and Hyperbolic Positioning Mode[J]. CI-EN Shi-ru, XU Ding-jie, SUN YaoAutomation Callege, Harbin Engineering University, Harbin 150001 , China. Journal of Marine Science and Application. 2002(01)
[9]有关地理纬度和地心纬度的换算问题[J]. 张少泉. 西北地震学报. 1985(01)
本文编号：3485999
【文章来源】：时间频率学报. 2020,43(03)CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图5台站与大矩形区域相对位置示意图
珿DOP值采用公式（2）、（3）与（4）结合计算，在所选区域内GDOP平均值为73.12。因此，与未进行区域判断相比较，GDOP值计算准确度平均提升了13.07%。由于后期要进行试验验证，为提升试验验证数据的代表性、有效性及可用性，现选取（29°N，103°E），（37°N，114°E）矩形区域。所选区域覆盖山地、丘陵、森林、平原、高原、平川、河谷、沙漠及戈壁等地貌，地形地貌多样、复杂，有利于后期试验中验证阿尔法无线电导航系统在不同地貌地区的定位精度，其结果如表2所示，同时绘制了GDOP值分布等值线，计算结果见图7。表2阿尔法无线电导航系统在试验区域的GDOP值分布表纬度GDOP值103°E104°E105°E106°E107°E108°E109°E110°E111°E112°E113°E114°E29°N2.812.902.983.083.183.293.413.553.683.844.004.1730°N2.772.852.943.043.143.263.383.513.653.813.974.1531°N2.722.802.903.003.103.223.343.483.623.783.954.1432°N2.672.762.862.963.073.183.313.453.603.763.934.1233°N2.632.722.822.923.033.163.293.433.583.753.934.1234°N2.602.692.792.893.013.133.273.413.573.743.924.1235°N2.562.662.762.872.993.113.253.403.563.713.934.1436°N2.532.632.742.852.973.103.253.403.573.753.954.1637°N2.512.612.722.842.963.103.253.413.583.773.984.2038°N2.492.602.712.832.963.113.263.433.613.814.034.26图7阿尔法无线电导航系统在试验区域的GDOP等值线根据表2和图7，能直观形象地得到GDOP值的分布情况与变化趋势：定位点经度一定时，GDOP值随着纬度的增加而减小，达到某一最小值后，GDO
示。归化纬度转换计算大圆距离计算θ1和θ2直角坐标转换确立新坐标系进行经度变换区域识别计算GDOP定位点在Ⅱ、Ⅳ区域定位点在Ⅰ、Ⅲ区域12212||2图4GDOP计算流程在计算过程中，定位点在所选大矩形区域内，以经纬度1°为步进量，划分区域网格，遍历区域网格中的7381个点网格点，每个网格点均采用经度变换法进行区域识别并进行GDOP计算。图5为阿尔法系统主台、东副台、西副台3个台站以及所选大矩形区域相对位置示意图，采用经度变换法进行区域识别，识别结果如图6所示。将图5与图6两者进行比较，同时在大矩形区域内选取Ⅰ、Ⅲ与Ⅱ、Ⅳ区域属性明显的4个定位点作为验证，经度变换法确实可实现定位点所属区域的有效识别。图5台站与大矩形区域相对位置示意图图6经度变化法在大矩形区域的区域识别结果其中，位于Ⅰ、Ⅲ与Ⅱ、Ⅳ的点数分别为3409、3404、248、320，共有568个点位于Ⅱ、Ⅳ区域。未20°N30°N40°N50°N60°N70°N80°N140°E120°E100°E80°E60°E40°E140°E120°E100°E80°E60°E40°E20°N30°N40°N50°N60°N70°N80°N30°E150°E30°E150°E80°N20°N80°N20°N监测站主台站副台站ⅠⅢⅣⅡ1000km20°N，30°E80°N，150°E
【参考文献】：
期刊论文
[1]长河二号导航系统通信潜能分析[J]. 任席闯,崔洁,刘冰. 舰船电子工程. 2018(12)
[2]附有高程约束的卫星导航系统精度因子分析方法[J]. 徐健,武建锋. 时间频率学报. 2018(02)
[3]长河二号系统海上定位精度预测与实验研究[J]. 王程峥,李文魁,高敬东,徐务农. 中国航海. 2012(03)
[4]中国南海区域罗兰C单台链双曲线的GDOP研究[J]. 刘睿,朱银兵,张婷. 船电技术. 2011(01)
[5]远程无线电导航系统的定位误差分析及其仿真[J]. 文富忠,董锐,郑勇斌,陈延国. 应用科技. 2003(05)
[6]俄罗斯甚低频导航系统用于我国近海的定位精度分析[J]. 李彬玉,王丰乐. 青岛大学学报(自然科学版). 2002(04)
[7]基于GDOP的导航定位误差和最优岸台设计算法的研究[J]. 文富忠,孙克宇,徐定杰. 哈尔滨工程大学学报. 2002(02)
[8]Analysis and Comparison of Range-Range Positioning Mode and Hyperbolic Positioning Mode[J]. CI-EN Shi-ru, XU Ding-jie, SUN YaoAutomation Callege, Harbin Engineering University, Harbin 150001 , China. Journal of Marine Science and Application. 2002(01)
[9]有关地理纬度和地心纬度的换算问题[J]. 张少泉. 西北地震学报. 1985(01)
本文编号：3485999
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