[发明专利]一种多测量站的时差定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种多测量站的时差定位方法及装置，该方法包括：采用时间延迟估计方法获取N(N‑1)/2个时间差测量值；利用投影矩阵P，对时差测量值T_old进行投影处理，得到投影后的时差测量值T_new；然后选取第m个测量站作为主站，其它测量站作为辅站，从T_new中选取辅站与主站之间的N‑1个对应的时差测量值，并利用上一步获取的时差测量值，计算辐射源的坐标位置；然后指定N个测量站分别作为主站，得到不同主站情况下的GDOP等值线分布图；比较解算的坐标位置在N个等值线分布图中的GDOP值，确定该坐标位置是否为最终的解算结果。本发明利用所有的时差测量值信息，避免了时差测量值的浪费，兼顾主站选取对目标的影响，提高定位精度。

技术领域

本发明属于时差定位技术领域，特别涉及一种多测量站的时差定位方法及装置。

背景技术

时差定位技术对天线要求低，隐蔽性较好，是一种有效的无源定位技术，在频谱监测领域得到了广泛的研究与应用。时差定位技术一般要求至少三个测量站才能对地面进行有效的二维定位。为了对地面目标进行有效的定位，一般采用多个测量站(大于3个)进行布局，得到多组时差值，然后进行定位解算。

传统的解算方法有最小二乘法，Chan方法，Taylor方法，CTLS方法等。解算过程中，一般是人为地规定某个测量站作为主站，将其它测量站作为辅站，选取辅站与主站之间的时差测量值作为主要解算信息，最后转化为双曲线方程组进行解算。然而，这样的方法存在较多不足：

一方面，只是单纯地利用了辅站和主站之间的时差测量值信息进行解算，辅站两两之间的时差测量值没有参与解算，存在测量值信息的浪费。

另一方面，主站是人为规定的，选取不同的主站，得到的几何稀释精度因子(Geometric Dilution Of Precision，GDOP)的等值线分布图是不一样的。GDOP描述了定位误差与测量站几何分布之间的关系。也就是说，采用相同的时差测量值信息，选取不同的主测量站，得到的定位结果的误差是不一样的，对目标解算的精度有很大的影响。目前大多数方法没有考虑主站选取对定位精度的影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，在传统的时差定位方法基础上，本发明提供一种多测量站的时差定位方法及装置，充分利用现有的时差测量值信息，避免了时差测量值的浪费，并且兼顾了主站选取对目标的影响，进一步提高了定位的精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种多测量站的时差定位方法，对N个测量站进行时差分析，包括以下步骤：

第一步：采用时间延迟估计方法获取N(N-1)/2个时间差测量值；

第二步：利用投影矩阵P，对时差测量值T_old进行投影处理，得到投影后的时差测量值T_new；

第三步：选取第m个测量站作为主站，其它测量站作为辅站，从T_new中选取辅站与主站之间的N-1个对应的时差测量值；

第四步：利用第三步获取的时差测量值，计算辐射源的坐标位置；

第五步：指定N个测量站分别作为主站，得到不同主站情况下的GDOP等值线分布图；根据第四步获取的解算位置，比较该位置在N个等值线分布图中的GDOP值，假设第n个等值线分布图在该坐标点的GDOP值最小，此时对应的主站是第n个测量站；

第六步：如果m≠n，此时选取第n个测量站作为主站，从T_new中选取N-1个对应的时差测量值，采取与第四步相同的方法进行计算，得到辐射源的位置；否则，选取第四步获取的坐标位置作为最终的解算结果。

进一步的，投影矩阵为：