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协同定位中的动目标误差分析【摘要】在基于数据链的多站协同定位方法研究中，无源时差定位 是应用比较广的一种定位策略但是对目标定位精度的分析仅仅考虑布站 方式、测量误差等是无法获得最优结果的本文从运动目标的高机动特征 出发，通过分析目标运动对定位精度的影响，提出采用运动模型模拟方法 进行冃标机动误差分析，通过分析，对基于数据链的多站协同定位提供依 据关键词】时差定位 误差分析 高机动一、引言现代战争是海、陆、空、电磁环境四位一体的总体战，迅速而准确的 定位目标是现代战争首先必须解决的难题数据链作为军队指挥、控制与 情报系统传输信息的工具和手段，其基本作用是保证战场上各个作战单元 之间迅速交换情报信息，共亨作战单元掌握的情报通过数据链传递信息 完成机载平台对目标的多站协同定位，实现对敌方目标的精确定位和跟踪 的冃的，使得冃标状态、属性等战场态势信息可在最短时间内形成冃标的 相关信息多站无源时差定位（TDOA）是一种重要的无源定位方式，在多链协同 情况下，由于多个平台提供时差信息，可对高机动目标完成有效定位多 站无源时差定位（TDOA）采用多个站接收到的目标辐射信号，通过三个 或多个平台完成定位，二维平面内需要三个观测站才能完成定位并确定其 双曲线的交点。

如果耍在空间确定一个目标，则至少需要4个站形成3对 双曲面才能确定辐射源的位置当4个机载平台对运动冃标进行三维时差 定位时，其定位精度和时差的测量误差、观测站的站址误差以及布站方式 有关，而针对目标木身的运动造成的误差分析目前比较少，由于目标运动 的不规律性，往往会导致定位精度的下降［1］本文在确定时差的测量误 差、站址误差及布站情况下，完成目标运动对定位精度的影响分析，通过 建立运动学分析模型，达到对冃标定位精度的提高二、时差定位原理时差定位［2-5］是在目标在运动中处于一个三维空间，儿何意义下就 是在空间中寻找到多个双曲血的交点设定空间各个观测站为：多个TDOA 方程构建的是多个双曲面，在无误差情况下，双曲面会交于一点该点即 是冃标位置一般来说，多布站对提高冃标精度是有效的，但是考虑到实 际情况，往往无限制布站受地理位置及预算的约束因此需要考虑在有效 布站情况下定位情况可见当ELCI二且DT二时，可取得较好的定位效果目前除了二维搜索 之外，还没有关于{ , } a T的封闭形式解，这就要求在一定的范围内对每一对可能的{ , } a T计算式（9）由于在数值上无法精确的分析，常常采用近似的办法进行分析。

比如采用牛顿法进行等本文采用误差分析 方法，针对其不同的运动模式进行其误差分析3.2目标高机动特征分析目标高机动［11］是指目标的运动模式不局限于一种形式，在目标跟踪中，对于冃标运动而言，运动模式多变，其机动模型一般具有如下几类: CV、CA等对于高机动运动而言，从其运动轨迹而言，对其进行如下分类, 同向运动、反向运动、急转弯、蛇形机动通过这四种运动轨迹的组合， 可以对高机动目标的运动轨迹进行逐段分析针对不同的运动模式，对其 描述如下：3. 3仿真结果分析根据以上分析，本文设定如下场景进行仿真，在立体空间进行仿真 定位平台间夹角：120度，基线长度：30km,测量时差的误差：5ns,布 站方式：等腰三角形主站位于坐标原点，其余三站位于分别位于XOY平 面内其模拟情况如下：从图2中可以看出，由于其运动的方式不同，其误差变化也不相同， 在目标同向运动或目标反向运动时，其运动误差基本上在运动初期快速变 化，等对冃标跟踪稳定后误差变化范围较小而冃标急转弯中由于冃标的 机动特性，误差随着其运动方式不同，-误差变化也不同，在目标蛇形运动 中，其由于日标运动状态变化剧烈，其误差也随着其运动呈现其运动特点。

根据以上分析，针对目标高机动运动的特点，在多链协同无源定位中，不 可能提前计算出其误差分布，通过建立误差分布与基本运动模型的对应关 系，可在实际定位中较快的进行冃标定位，同时减少冃标运动对定位误差 的影响四、结束语本文通过分析具体目标高速运动方式，在时差定位中，根据目标运动 特点对目标高机动进行模拟，目标运动对误差的影响进行分析，有效的分 析了工程实践中冃标机动运动对无源定位误差的影响，通过实验分析了误 差分布规律，有效的为工程实际提供依据在实践中，在目标急转弯时应 该对冃标误差进行多站修正，否则可能导致误差过大在冃标运动速度越 快，这种误差越明显，在目前情况下，除采用更精密的仪器测量误差外， 仅能多增加观测站来提高精度在后续工作中，对日标复合机动以及目标 机动情况下，对布站的影响等需要通过反复观测目标完成其定位在工程 定位中，由于目标位置未知，因此最优模型的选择比较困难，但是可通过 建立误差与运动的分布表进行快速模型定位完成最优模型的选择参考文献[1] 刘忠.纯方位目标运动分析与被动定位算法研究[D]・华中科技 大学博士论文，2002- 5.[2] Nardone . Fundamental properties and performanee of conventional bearing- only target mot ion analysis[S]・ IEEE AES 84- 775.[3] Nardone. Biaed estimation properties of the pseudo 1 inear tracking filter [S]・ IEEE AES 82- 1[4] 张静远.鱼雷战斗使用与作战效能评定[C].海军工程大学， 2002- 1.[5] 费业泰.误差理论与数据处理[M].机械工业出版社，2001- 7.[6] 徐钟济.蒙特卡罗方法[M] •上海科技出版社，1985- 6.[7] 高海观，李陟.多站组网时差测量定位精度算法研究[J]・系统工程与电子技术，2005, 27 ( 4) : 578- 581.[8] 苗强，吴德伟，毛玉泉.多基站无源定位技术在区域定位网络 中的应用[J]・现代雷达，2007, 29 ( 8) : 12- 14.[9] 孙仲康，周一宇，何黎星•单多基地有源无源定位技术[M].北 京：国防工业出版社，1996.[10] 王瀚，钟丹星，周一宇.不规则布站时差定位系统定位精度分 析[J]・现代电子技术，2007 ( 7) : 19- 21, 24.[11] 杨政.提高时差定位精度的方法[J]・电子信息对抗技术，2007, 22 ( 4) : 9- 11, 53.。