基于信道模型的短波时差测量克拉美罗界分析

短波时差定位的关键在于高精度时差的提取.电离层的复杂性使得基于互相关的传统时差测量估计算法不能提取短波信号中的时延信息,该文利用国际参考电离层(IRI)模型获取电离层的电子密度信息,以数值型三维射线追踪的方法构建Vogler信道模型,得到短波信号的时延估计,并推导了在多普勒扩展不影响信号相关性时的短波时差测量克拉美罗界(CRLB).仿真结果表明,短波时差测量CRLB与采样时间、电波频率、输入信噪比有关,且冬季的时差测量CRLB低于夏季.

基于经验电离层模型的短波时差定位理论分析

在短波波段,信号从辐射源到接收站要经过电离层反射,因此短波时差定位模型包含电离层信息。传统短波时差定位将电离层等效为均匀分布模型,电离层信息的扰动对定位精度的影响较大。本文利用国际参考电离层模型获取电离层的电子密度信息,以数值型三维射线追踪的方法建立起短波时差定位方程并推导了相应的克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB)。仿真结果表明,短波时差定位的CRLB在白天低于夜晚,太阳活动高年和太阳活动低年差别不大;在准确获取电离层信息的条件下,电离层的变化对短波时差定位的CRLB影响并不显著。

短波时差定位建模与精度分析

短波时差定位中由于电离层的非平稳性、时变性,电磁波经过电离层传播变得十分复杂,会出现多径、频率选择、多模式等多种情况,针对该体制下的时差变化和定位精度开展研究,首先建立了短波时差定位的接收信号模型,随后对时延传播的规律进行长时间实验、分析和总结,并推导了超视距条件下的定位误差的克拉美罗下界(Cramer-Rao Low Bound,CRLB),最后利用仿真给出了不同条件下的定位误差分布。