基于长基线干涉仪相位差的多站无源定位方法

针对常用多站无源定位技术存在时差(TDOA)/频差(FDOA)定位对超低旁瓣辐射源适应性差、测向(DOA)定位的造价成本和系统复杂度高等缺点,该文提出了一种基于相位差(PDOA)的多站无源定位新体制,利用每个观测站上至少两个接收天线和通道构成的长基线干涉仪(LBI),通过测量辐射源信号到达长基线干涉仪天线的相位差实现定位。针对相位差的2π模糊引入的非线性和非连续性,提出了一种基于多假设迭代优化的定位方法,首先利用一组相位差确定多个可能的辐射源位置初始值,然后采用高斯-牛顿(GN)方法对每个位置初始值进行迭代优化并计算代价函数,最后选择具有最小代价函数的估计值作为最终的定位结果。该方法可获取稳健的迭代初始值,算法运算量适中。仿真结果表明该定位方法的均方根误差(RMSE)在高斯观测噪声条件下可达到克拉美罗下限(CRLB)。

基于自适应扩展卡尔曼滤波器的UWB-PDOA算法

提出了一种使用超宽带(Ultra Wide Band,UWB)信号且基于扩展卡尔曼滤波的接收信号相位差定位(Phase Difference of Arrival,PDOA)改进方法。在滤波器中引入了相位差变化率以及距离变化率,用来反映标签在运动过程中的速度大小以及方向的变化情况,通过它们信息熵的大小,即所含信息量的大小计算出权重比,根据标签的运动状态实时自适应改变卡尔曼滤波器的增益系数。实验表明,使用该方法可将误差控制在15 cm以内,较传统方法误差减少了11.2%。