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ADS-X系统多点定位精度研究

作　者: 张银
导　师: 曹宗杰; 陈玉忠
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 监视 到达时间差 集合精度因子算法 时间同步
分类号: TN95
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要


本文首先介绍了空管技术的发展趋势，重点分析了ADS-X的系统原理，提出了TDOA定位模型，对TDOA的定位精度进行分析，推导出定位精度的GDOP表达式，分析了快速收敛的高精度TDOA定位解算算法，重点介绍了Chan算法和Taylor级数展开法，对已有算法的优缺点进行分析和比较，并给出了定位解算算法的研究趋势。由GDOP表达式可知，定位精度与站址误差及TDOA的测量误差的标准差有关，目标与各接收站的几何位置关系对定位精度有较大影响。在监测条件确定的情况下，如何使辐射源目标在监测区的定位精度高，关键就是选择最优的远端站站址布局方案，通常站址布局方案有星形、扁菱形、倒三角形等。一般来说，倒三角形站址布局定位精度最高，其次是平行四边形和菱形，而星形或Y形站址布局相比之下精度较差。但由于空间布局的复杂多样性，这种结论尚不全面。在实际的工程设计中，必须结合当地条件通过仿真分析不同布站下GDOP在定位监视区域内的分布，来选择合理的站址布局。接着研究了ADS-X系统中定位精度的关键技术。从两个方面分析了TDOA的精度影响，一是信号提取，二是TDOA定位模型建立和定位算法分析，以及在系统设计中应采取的应对措施和设计要求；阐明了时钟同步技术是系统重点控制的技术之一，其直接影响TDOA值，并对时钟同步的方法进行了比较、分析，特别是其实现方法对系统的影响，分析了不同的系统对时钟同步的要求；分析了接收机射频信号一致性对定位精度的影响，以及控制和实现方法；解算算法是系统定位精度的最后一关，其优劣直接影响定位精度，分析了不同算法的优缺点，研究了站点位置与解算算法的关系，以及站点位置的调整与定位精度的关系。最后介绍了ADS-X的系统实现。该系统主要由远端单元、目标处理单元、系统接口单元、维护显示终端和校标单元组成，分别介绍了各单元的硬件、软件设计和系统性能指标。通过实际布站，对系统的整体性能、TDOA解算和几何布局选址GDOP算法进行验证，得到定位精度的仿真数据和结果，验证了定位精度的可实现性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-13
缩略词表  13-14
第一章 绪论  14-23
  1.1 空中监视系统概述  14-15
  1.2 空管监视技术的发展  15-23
    1.2.1 空管一次监视雷达  15-16
    1.2.2 空管二次监视雷达  16
    1.2.3 广播式自动相关监视  16-17
    1.2.4 多点定位监视 ADS-X  17
    1.2.5 监视技术的发展方向  17-23
第二章 ADS-X 的系统原理  23-32
  2.1 系统组成  24-26
  2.2 TDOA 定位模型  26-28
  2.3 GDOP 定位精度分析  28-32
第三章 定位精度实现的关键技术研究  32-64
  3.1 应答信号的提取  32-35
    3.1.1 信号量化  32-33
    3.1.2 TDOA 的精确提取  33-35
  3.2 时钟同步  35-54
    3.2.1 公共时钟系统  38-39
    3.2.2 分布时钟系统  39-40
    3.2.3 应答机同步系统  40-41
    3.2.4 独立 GNSS 同步系统  41-42
    3.2.5 共视 GNSS 同步系统  42-44
    3.2.6 基于 TOA 的时间同步仿真  44-54
  3.3 已有时差定位算法分析  54-62
    3.3.1 Chan 算法  56-58
    3.3.2 Taylor 级数展开法  58-60
    3.3.3 联合定位算法  60-62
  3.4 定位精度与站点布局  62
  3.5 本章小结  62-64
第四章 ADS-X 仿真验证系统  64-77
  4.1 ADS-X 仿真验证系统组成  64-65
  4.2 ADS-X 仿真验证系统主要部件设计  65-73
    4.2.1 RU 单元设计  65-71
    4.2.2 目标处理单元  71-72
    4.2.3 校标机  72-73
  4.3 ADS-X 系统的性能指标  73-75
  4.4 实验验证  75-76
  4.5 本章小结  76-77
第五章 工作总结与展望  77-78
  5.1 本文工作总结  77
  5.2 今后工作展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-82

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达
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