[發明專利]一種多機協同定位精度優化方法及系統

有效

• 申請號: 202011000892.7
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112327246B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 楊航;李洪烈;郭維波;王倩;李亭;程春華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學青島校區
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所(普通合伙) 11259
• 代理人: 郝曉霞

1.一種多機協同定位精度優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、設置多個機載節點，使用所述機載節點生成TDOA矩陣，并根據所述矩陣得出定位雙曲線方程后求解，獲得目標位置坐標值；

S2、進行系統載噪比取值，獲得測距系統中偽碼同步誤差，以及設定器件在工作帶寬內的時延波動水平，獲得系統時延誤差，并根據所述偽碼同步誤差及系統時延誤差計算系統測距誤差；

S3、使用鎖相環模塊，并采用粗搜索和精密搜索相結合的鎖相方式，實現相位鎖定，計算得出相位誤差；

S4、根據所述目標位置坐標值、系統測距誤差及相位誤差，估算目標位置范圍。

2.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S1中，所述機載節點為四個，包含一個機載中心節點及三個機載普通節點。

3.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S1中，采用Chan算法解算方程，并將初始非線性TDOA方程組轉化為線性方程組。

4.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S2中，系統測距誤差是，偽碼同步誤差、系統時延誤差、多徑發射誤差及對流層誤差四者平方和的開方值，其中所述多徑發射誤差由機載節點高度確定，對流層誤差由機載節點最大通信距離確定。

5.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S3中，粗搜索實現目標相位的快速鎖定，精密搜索實現對目標相位的無限逼近。

6.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S3中，相位誤差包括相位鎖定誤差及隨機抖動誤差，所述相位鎖定誤差由相位最小分辨率以及鎖定所需時間確定，所述隨機抖動誤差由載噪比預設值確定。

7.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，在步驟S3中，接收信號的收通路包含天線以及收射頻兩路，在兩收通路中，電路器件成對使用。

8.根據權利要求1所述的多機協同定位精度優化方法，其特征在于，機載節點的飛行方向與來波方向保持一致。

9.使用權利要求1至8任一項所述方法的多機協同定位精度優化系統，其特征在于，包括初始化模塊、測距誤差計算模塊、相位誤差計算模塊及估算模塊，所述初始化模塊連接測距誤差計算模塊，所述測距誤差計算模塊連接相位誤差計算模塊，所述相位誤差計算模塊連接估算模塊，

初始化模塊，用于設置多個機載節點，并使用所述節點生成TDOA矩陣，并根據所述矩陣得出定位雙曲線方程并求解，獲得目標位置坐標值；

測距誤差計算模塊，用于進行系統載噪比取值，獲得測距系統中偽碼同步誤差，以及設定器件在工作帶寬內的時延波動水平，獲得系統時延誤差，并根據所述偽碼同步誤差及系統時延誤差計算系統測距誤差；

相位誤差計算模塊，用于使用鎖相環模塊，并采用粗搜索和精密搜索相結合的鎖相方式，實現相位鎖定，計算得出相位誤差；

估算模塊，用于根據所述目標位置坐標值、系統測距誤差及相位誤差，估算目標位置范圍。