基于基线相似扩展的相差定位技术

研究了通过相似扩展方式实现长基线相差定位的方法。根据相差定位原理,采用两套多基线多通道相位干涉仪,构造一个长基线测量阵列。每套相位干涉仪一方面提供目标方位,另一方面解算出被测目标在短基线上的路程差。在按几何相似递推得到对应于长基线阵列的程差值之后,由相差定位方程即可解得目标的径向距离。初步的精度分析表明,在扩展基线长度为1公里时,即可实现小于5%R的相对测距误差。

波长整周数误差对双站相差定位精度的影响

叙述了双站相差定位方法,描述了在程差差分项中所存在的波长整周数或相差的跳变现象,分析了波长整周数差值的测量误差对相对测距定位精度的影响。初步的误差分析表明,基于相差测量的双站测距方法在提高测距定位精度方面具有很好的潜在能力,但如不能准确地求解波长整周数的差值,且只要存有较小的误差,则整个测距定位精度将会急速变劣。

由相差定位方程直接导出的双基时差定位公式

和现有的三站时差定位方法相比,双基四站时差定位方法具有更高的测量精度,可避免对高重频信号测量的定位解模糊,同时相距较远的两主基站间的时间基准可以要求不同步,有利于站址的选择。本文利用相似递推的方法,以更简捷的和更严谨的方式直接从程差定位方程导出了双基四站时差测距公式。

一维双基相差测向的算术平均法

由一维等效单基阵所获得的近似测向值具有计算准确度较低的缺陷,分析表明,由两个相邻等效单基阵所体现出的测向偏差特性恰好是相反的。于是,利用互为抵消的方法,通过对两测向值取算术平均即可得到测向偏差接近于零的结果,新方法保持了近似测向解具有较好测向精度的特性,有助于改善相差测向技术的工程设计性能。

双无人机协同定位远程测距误差分析

该文通过安置相差定位设备近程观测站的方式,将所测得低精度的测距数据应用几何关系转换到后方观测站,当前哨观测站和后方观测站之间的距离满足数据计算需要时,可实现后方观测站对目标的远程高精度测距,从而实现双机协同侦察与测绘的工作。

一种基于相频函数关系的双基时差定位方法

基于相、频、时三者之间的函数关系,提出了一种有助于改善现有多站时差无源定位性能的定位算法。相对于现有的平面三站时差定位方法,这种先通过频移到相差的函数变换,再利用相差和时差间的关系,将原先仅能用于机载的测距公式转化为与探测平台运动状态无关的双基时差定位方法具有更高的测量精度,避免了对高重频信号测量的定位解模糊,同时相距较远的两主基站间的时间基准可以要求不同步,这无疑有利于站址的选择。仿真结果验证了该算法的有效性。

运动平台上时差变化率的相差检测

提出了一种利用机载短基线阵列,以及通过多通道相移测量获得时差变化率的新方法。由相差与时差定位方程即可解出基于相差检测的时差表示式,通过微分,并利用相移与频移间的函数关系即可得到仅基于相差检测的时差变化率。另一方面,如对测向公式进行微分运算,则又可得到仅基于频差检测的时差变化率。模拟计算验证了所导出的时差变化率测算公式都是正确性的。初步的误差分析说明,由于分母上具有量级很大的光速,故基于相差或频差的时差变化率的检测应具有较高的测量精度。新方法将能用于解决在机载平台上时差变化率难以实时检测的问题.

对单基线虚拟扩展的单站定位特性

基于测向一程差法所得到的单基测距式存有奇异性，如采用相似法对单基线进行虚拟扩展，并对递推程差进行几何修正，则所得到的测距解实质上是和短基线相差测距解等价的，由此证得仅对单基阵虚拟扩展后所得到的测距解是不能满足定位精度要求的。

测量数据中异常数据的检验比较

在简要介绍和分析一般测量数据检验处理的基础上 ,对几种数据检验结果进行了比较 ,介绍了一种具有抗差能力的样本分位数统计检验方法 。

机载多普勒频移的递推及相移检测

在机载站飞行方向前方某一距离处的多普勒频移能够通过递推计算的方法由站点当前位置处的相位测量结果而被直接确定。首先,基于平面几何关系,由机载平台匀速运动时各个几何变量的运动特性导出了仅利用当前时刻的多普勒频移测量值和径向距离获得在虚拟飞行距离处多普勒频移递推值的计算式。然后,进一步直接利用相差测距、测向法求解递推式中所包含的径向距离和方位角,得到了仅基于相差检测的多普勒频移递推公式。且初步的误差分析表明,只要载机的飞行速度较低,虚拟基线的长度较短,所检测的信号波长较长,则递推频移的测量误差可控制在十几赫兹之内。

对相似递推程差的一种修正方法

利用相似递推法,即可将基于短基线的相差测量结果拓展到长基线多站无源定位系统,由于双站相差测距法实际上是建立在三站定位技术之上的,且测量精度与量值巨大的光速无关,所以就能实现比现有双站测向和三站时差法更高的定位精度。但为实现准确定位,必须对递推程差进行修正。本文在已有分析的基础上,利用双站间的交会角,给出了一种更适用于工程设计的递推程差修正方法。

一种借助虚拟观测降低单站测向误差的方法

针对短基线测向精度难以提高的问题,提出了一种借助虚拟观测降低单站测向误差的方法。利用一个实测单站的相差定位测量结果,由三角函数关系可得到异地虚拟站点相对于目标的径向距离,由此得到异地虚拟站点与实测单站之间的虚拟程差,在此基础上,分别分析了借助虚拟单、双站的测向方法。误差分析表明,通过选择合适的虚拟基线长度,能有限地提高测向精度。

基于频移递推的机载单站无源测距

在机载站飞行方向前方某一距离处的多普勒频移能够通过递推计算的方法由站点当前位置处的相位测量结果而被直接确定。进一步利用频移和角度之间的变换,由多普勒频移的虚拟递推值即可求得载机飞行路线前方虚拟距离处的目标方位,由此就可在机载单站平台上通过三角定位法,实现仅基于相差测量的无源测距。

一维双基线相位干涉测向公式的准确解

摘 要:在利用径向距离与相位之间的对应关系给出相差定位方程的基础上,应用余弦定理所给出的三角方程,且仅通过简单的数学变形处理即得到了求解目标位置的线性方程组,并由所解得的目标位置获得了一维双基线相位干涉阵列的测向公式准确解。整个分析过程借助于路程差与相位差测量项的等价性,在不涉及对整周数和鉴相电路相位差值计算的情况下,实现了对准确解的验证和测量误差的分析。本文的研究为校正现有按平行入射波假定所得到的近似解的测量精度提供了理论依据。