基于约束总体最小二乘方法的到达时差到达频差无源定位算法 被引量：43

1

作者 曲付勇 孟祥伟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1075-1081,共7页

两步加权最小二乘方法(two-stage WLS)是求解TDOA/FDOA无源定位问题的经典线性方法,但也存在着定位偏差和均方误差对测量噪声的适应能力较差的缺点。该文根据TDOA/FDOA的伪线性定位方程组特点,将其建立为一种带约束条件的约束总体最小二... 两步加权最小二乘方法(two-stage WLS)是求解TDOA/FDOA无源定位问题的经典线性方法,但也存在着定位偏差和均方误差对测量噪声的适应能力较差的缺点。该文根据TDOA/FDOA的伪线性定位方程组特点,将其建立为一种带约束条件的约束总体最小二乘(CTLS)模型,并采用拉格朗日乘子法求解带约束条件的CTLS问题,建立了几种最小二乘类定位方法的统一解,从而将约束加权最小二乘(CWLS)定位解和约束最小二乘(CLS)定位解变为该文CTLS定位解的特例。仿真表明,该文方法比两步加权最小二乘方法具有更低的均方误差,并能够有效减小定位偏差,因而具有更好的测量噪声适应能力。 展开更多

关键词 无源定位 到达时差 到达频差 最小二乘 偏差 均方误差

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稳健收敛的时差频差定位技术 被引量：10

2

作者 房嘉奇 冯大政 李进 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期798-803,共6页

为实现对目标位置和速度的精确定位,该文提出一种基于正则化理论的时差频差定位技术。该算法首先利用最大似然方法确定目标函数,然后通过传统牛顿法对目标位置和速度进行迭代求解。众所周知传统牛顿法对初始值要求较高,较差初始值会导致... 为实现对目标位置和速度的精确定位,该文提出一种基于正则化理论的时差频差定位技术。该算法首先利用最大似然方法确定目标函数,然后通过传统牛顿法对目标位置和速度进行迭代求解。众所周知传统牛顿法对初始值要求较高,较差初始值会导致Hess矩阵趋于病态,从而致使迭代发散,该文引入正则化理论修正Hess矩阵,使其更加合理,保证算法稳健收敛。实验结果表明:相对于传统牛顿法,该文算法在初始值的选取上具有稳健性,对误差选取较大的初始值,仍能够保证算法的收敛性;相对于现有闭合式定位方法,该文算法在噪声较大时具有较好的定位精度,定位精度接近于Cramer-Rao界,具有广泛的实用价值。 展开更多

关键词 无源定位 到达时差 到达频差 传统牛顿法 Hess矩阵 正则化算法

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三站时差频差定位精度分析 被引量：2

3

作者 颜振亚 陈毅 +1 位作者 陈新年 杨春宇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2018年第9期22-25,共4页

利用辐射源信号到达多个平台的到达时差信号和到达频差信号对辐射源进行定位，建立定位模型并计算几何精度因子（GDOP）。基于三站定位的平均处理方法，计算出GDOP的合理区间。仿真结果表明：在GDOP的合理区间，三站定位精度明显优于双... 利用辐射源信号到达多个平台的到达时差信号和到达频差信号对辐射源进行定位，建立定位模型并计算几何精度因子（GDOP）。基于三站定位的平均处理方法，计算出GDOP的合理区间。仿真结果表明：在GDOP的合理区间，三站定位精度明显优于双站定位精度。 展开更多

关键词 到达时差 到达频差 三站无源定位 几何精度因子

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有效去除定位偏差的TDOA/FDOA闭合解定位算法

4

作者 周成 黄高明 高俊 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2340-2348,2396,共10页

针对现有的TDOA/FDOA无源定位算法存在定位偏差的问题,提出基于两步加权最小二乘估计器的偏差补偿算法.该算法具有闭合解的形式,通过对两步加权最小二乘算法在目标定位求解过程中的偏差值进行依次求解,得到最终的偏差值.通过对该偏差值... 针对现有的TDOA/FDOA无源定位算法存在定位偏差的问题,提出基于两步加权最小二乘估计器的偏差补偿算法.该算法具有闭合解的形式,通过对两步加权最小二乘算法在目标定位求解过程中的偏差值进行依次求解,得到最终的偏差值.通过对该偏差值进行数值仿真分析发现:偏差值随着噪声的增大变得越来越显著.采用将两步加权最小二乘算法的原始定位解减去其偏差值的方法,得到一个具有偏差补偿性质的定位结果.理论分析证明:在较低噪声的情况下,该算法对目标的定位结果能够达到克拉美罗界.将该算法与原两步加权最小二乘算法、Taylor算法和BiasRed算法进行比较,数值仿真结果表明:在噪声较低的情况下,该算法在保持目标定位的方差值与原算法一致的情况下,能够有效地减小目标的定位偏差,提高目标的定位性能. 展开更多

关键词 被动定位 定位偏差 闭合解 到达时差(TDOA) 到达频差(fdoa) 两步加权最小二乘(WLS)

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时频差精度的时变性影响及补偿估计方法 被引量：7

5

作者 李振强 黄振 +1 位作者 陈曦 葛宁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期481-486,共6页

到达时差(time difference of arrival,TDOA)和到达频差(frequency difference of arrival,FDOA)/频差无源定位体制中,定位精度取决于时频差参数的估计精度。针对微纳卫星定位系统中时变参数估计性能随累积时间增加会出现恶化的问题,分... 到达时差(time difference of arrival,TDOA)和到达频差(frequency difference of arrival,FDOA)/频差无源定位体制中,定位精度取决于时频差参数的估计精度。针对微纳卫星定位系统中时变参数估计性能随累积时间增加会出现恶化的问题,分析了相对频率扩展(relative frequency companding,RFC)对频差方向复模糊函数(complex ambiguity function,CAF)峰的扩展效应,推导了无补偿的RFC对频差估计精度的影响,给出频差估计精度的衰减因子及最优累积时间。在理论分析的基础上,提出一种时变补偿的时频差估计方法,用以克服时变特性引起的时间及频率扩展效应。仿真结果表明,该方法可有效消除参数估计精度的损失,估计精度逼近非时变参数的理论极限。 展开更多

关键词 无源定位 时变 到达时差 到达频差 相对频率扩展

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存在站址误差下的时频差稳健定位算法 被引量：4

6

作者 高向颖 赵拥军 +1 位作者 刘智鑫 刘成城 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第5期916-924,共9页

针对现有算法定位精度低,稳健性差的问题,该文基于误差校正的思想,改进了经典两步加权最小二乘(TSWLS)算法的步骤2,提出一种站址误差条件下基于到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)的高精度、稳健动目标无源定位算法。所提算法的步骤2... 针对现有算法定位精度低,稳健性差的问题,该文基于误差校正的思想,改进了经典两步加权最小二乘(TSWLS)算法的步骤2,提出一种站址误差条件下基于到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)的高精度、稳健动目标无源定位算法。所提算法的步骤2对步骤1中引入的辅助变量进行泰勒展开以构建误差校正方程,避免了经典两步加权最小二乘算法中的矩阵缺秩问题和非线性运算,提高了算法的稳健性和定位精度。理论分析表明,在小噪声条件下该算法定位精度可达克拉美罗下界(CRLB)。仿真结果表明,在常见量级的站值误差及测量误差下,相比于现有算法,该文算法具有更强的稳健性和更优的抗噪性。 展开更多

关键词 动目标定位 到达时间差(TDOA) 到达频率差(fdoa) 站址误差 误差校正 稳健性

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基于约束加权最小二乘的时差频差联合定位算法 被引量：10

7

作者 朱华进 张洋 +1 位作者 鄂嵋 禹华钢 《电讯技术》 北大核心 2013年第4期395-401,共7页

针对运动目标源定位问题,提出了一种基于约束加权最小二乘(Constrained Weighted Leas-tSquares,CWLS)的时差频差定位算法。该算法利用目标源到达多个接收站的时差和频差信息,对目标源的位置和速度进行估计。通过引入中间变量,将时差频... 针对运动目标源定位问题,提出了一种基于约束加权最小二乘(Constrained Weighted Leas-tSquares,CWLS)的时差频差定位算法。该算法利用目标源到达多个接收站的时差和频差信息,对目标源的位置和速度进行估计。通过引入中间变量,将时差频差非线性方程转换成伪线性方程(中间变量与目标源位置和速度之间存在约束关系),再对此约束条件引入拉格朗日乘子技术,将此伪线性方程的求解转化为求条件极值问题,创造性地求解了此非线性定位方程,提高了定位精度,并能满足实时性和全局收敛要求。仿真实验表明,该算法在保持相近复杂度的同时,进一步提高了定位性能,优于两步加权最小二乘算法,在噪声较高时仍然能达到克拉美罗下限。 展开更多

关键词 目标源定位 约束加权最小二乘 到达时差 到达频差 拉格朗日乘子技术

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一种基于双站协同的时差频差定位方法 被引量：4

8

作者 张铠宇 于昊天 卢雨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期2698-2705,共8页

在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信... 在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信息,运用构建矩阵的方法解算一元四次方程,得出目标的大地直角位置坐标,并研究了双站的几何精度因子。相比四站时差定位算法,所提算法有更高的应用价值,为对远距离地面或海面目标无源探测提供了一种新的技术思路。 展开更多

关键词 无源定位 到达时间差 双站协同 地球椭圆方程 到达频差

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一种利用半正定松弛的运动目标无源定位算法

9

作者 周成 林茜 +2 位作者 马丛珊 应涛 满欣 《西安电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期94-104,共11页

利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较... 利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较大的问题。为了解决该问题,通过将无源定位问题逐步转化为凸优化问题,采用成熟的凸优化技术,提出了一种基于半正定松弛的运动目标无源定位算法。该方法分为三步:第一步,通过引入三个辅助变量,构建伪线性的无源定位方程组;第二步,利用辅助变量与目标定位解之间的关系,将定位问题转化为具有二次约束的二次规划问题;第三步,采用半正定松弛方法,将二次约束优化转为凸优化问题,并运用优化工具箱高效求解。仿真结果表明:与现有方法相比,所提算法目标定位精度达到克拉美罗界所需信噪比至少降低9 dB,且在更低的信噪比环境下具有更小的定位误差。证明了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 无源定位 到达时差 到达频差 差分多普勒率 半正定松弛

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基于最大比合并的最大似然TDOA/FDOA联合定位方法 被引量：8

10

作者 束锋 朱伟强 +1 位作者 陆锦辉 韩玉兵 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1143-1148,共6页

为了提高单独时差或频差定位精度,提出利用最大比合并技术合并TDOA和FDOA方程基于最大似然原理的独立定位解,形成联合定位,合并系数由TDOA和FDOA方程单独定位方差的克拉美罗界对应的Fisher信息逆矩阵来定义。仿真和理论分析表明:该算法... 为了提高单独时差或频差定位精度,提出利用最大比合并技术合并TDOA和FDOA方程基于最大似然原理的独立定位解,形成联合定位,合并系数由TDOA和FDOA方程单独定位方差的克拉美罗界对应的Fisher信息逆矩阵来定义。仿真和理论分析表明:该算法的定位性能在有无地球约束条件下均优于单独定位性能,并且逼近克拉美罗界。 展开更多

关键词 到达时差 到达频差 最大似然 最大比合并 克拉美罗界

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利用TDOA和FDOA的单站多外辐射源目标定位算法 被引量：7

11

作者 赵勇胜 赵闯 赵拥军 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期170-177,共8页

针对利用单个观测站接收多个外辐射源信号从而实现对运动目标定位的问题,以直达信号和目标回波信号之间的到达时差和频差为观测量,提出一种基于Taylor迭代的目标定位算法。该方法采用Taylor迭代方法,得到目标位置和速度估计。迭代的初... 针对利用单个观测站接收多个外辐射源信号从而实现对运动目标定位的问题,以直达信号和目标回波信号之间的到达时差和频差为观测量,提出一种基于Taylor迭代的目标定位算法。该方法采用Taylor迭代方法,得到目标位置和速度估计。迭代的初值由最小二乘方法得到。推导了本文算法的克拉美罗界(Cramer-Rao lower bound,CRLB)和理论误差。仿真结果表明,本文算法仅需1次迭代即可收敛至全局最优解;在一般测量误差条件下,本文算法的实际定位误差逼近CRLB;对系统几何精度因子图的分析表明,目标及外辐射源位置也是影响定位精度的重要因素。 展开更多

关键词 单站 无源定位 到达时差 到达频差 TAYLOR级数 最小二乘

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两种基于自适应相位补偿的FDOA估计算法 被引量：6

12

作者 罗柏文 万明康 于宏毅 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2012年第1期20-26,共7页

将约束的自适应相位差估计补偿算法引入到频偏估计当中,实现信号间相位对齐。然后,利用自适应相位补偿因子,根据估计方式的不同,给出了两种频偏估计算法:基于时间平均的算法与基于线性拟合的算法。基于时间平均的频偏估计算法是一种渐... 将约束的自适应相位差估计补偿算法引入到频偏估计当中,实现信号间相位对齐。然后,利用自适应相位补偿因子,根据估计方式的不同,给出了两种频偏估计算法:基于时间平均的算法与基于线性拟合的算法。基于时间平均的频偏估计算法是一种渐进无偏的估计算法,具有可控的误差和非常小的均方差,以及计算简单的特点。仿真结果表明当信号信噪比大于-3dB时,基于线性拟合的频偏估计算法性能与CRLB非常接近。 展开更多

关键词 到达频差估计 自适应相位补偿 时间平均 线性拟合

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利用外辐射源的TDOA和FDOA目标定位算法 被引量：4

13

作者 赵勇胜 赵闯 赵拥军 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第8期50-56,共7页

针对单站外辐射源条件下的目标定位问题,提出了一种基于最大似然的时差-频差联合定位算法。首先根据时差和频差的观测方程,构建目标位置和速度的最大似然估计模型。然后采用牛顿迭代算法对最大似然估计模型求解,得到目标位置和速度估计... 针对单站外辐射源条件下的目标定位问题,提出了一种基于最大似然的时差-频差联合定位算法。首先根据时差和频差的观测方程,构建目标位置和速度的最大似然估计模型。然后采用牛顿迭代算法对最大似然估计模型求解,得到目标位置和速度估计。最后,推导了算法的克拉美罗界和理论误差,并证明了二者相等。仿真结果表明,算法定位精度高于两步加权最小二乘算法和约束总体最小二乘算法,在测量误差较高时仍能达到克拉美罗界。通过对系统几何精度因子图的分析,确定目标及外辐射源数量和位置也是影响定位精度的重要因素。 展开更多

关键词 无源定位 到达时差 到达频差 最大似然 牛顿迭代 最小二乘

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一种基于互模糊函数分段相干累加的TDOA/FDOA参数快速估计算法 被引量：3

14

作者 张威 张更新 边东明 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2016年第11期3408-3410,共3页

针对传统互模糊函数算法对TDOA/FDOA参数估算运算量大的问题,提出了一种分段近似并相干累加的互模糊函数计算方法。该方法利用相位校正项对互模糊函数进行分段处理,并对分段后的互模糊函数采取近似,从而实现快速计算。相比传统的互模糊... 针对传统互模糊函数算法对TDOA/FDOA参数估算运算量大的问题,提出了一种分段近似并相干累加的互模糊函数计算方法。该方法利用相位校正项对互模糊函数进行分段处理,并对分段后的互模糊函数采取近似,从而实现快速计算。相比传统的互模糊函数计算过程,该方法从分段和近似两个方面对计算速度进行提升。在相同采样条件下对传统算法和所提出快速算法进行了对比,仿真结果表明该算法能较大程度节省计算量,减少计算时间超过十倍。 展开更多

关键词 互模糊函数 到达时差 到达频差 相干累加

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低秩条件下双星TDOA和FDOA无源定位算法 被引量：3

15

作者 周龙健 罗景青 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2040-2046,共7页

针对双星对地面已知高度目标辐射源到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)无源定位过程中存在卫星1位置矢量、两卫星位置矢量差以及两卫星速度矢量差三者共面问题,提出了一种获得目标位置三维解析解的算法,并指出当且仅当两卫星位置矢量... 针对双星对地面已知高度目标辐射源到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)无源定位过程中存在卫星1位置矢量、两卫星位置矢量差以及两卫星速度矢量差三者共面问题,提出了一种获得目标位置三维解析解的算法,并指出当且仅当两卫星位置矢量和速度矢量四者共线时才无解。分析了共面但不共线和共线2种情况,给出了不同情况下的解析解,并且当两卫星位置矢量共线时可以将定位问题化简为简单的一元二次方程求解问题,可以有效降低求解复杂度和减少虚根数量。此外,当三矢量共面时还可以改善星下点区域的定位精度。仿真实验验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 到达时间差(TDOA) 到达频率差(fdoa) 无源定位 解析解 双星

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一种实用的通信信号时差估计模型 被引量：4

16

作者 束锋 吴乐南 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第6期92-95,共4页

在实际三站或多站时差定位系统中 ,接收转发信号和直达信号的两接收机的中频输出信号存在频差 ,从而影响时差估计精度。为了尽量消除这一影响 ,提出了一种通用的快速的时差估计模型 ,并进行了仿真。仿真结果显示 :该模型消除了频差的影... 在实际三站或多站时差定位系统中 ,接收转发信号和直达信号的两接收机的中频输出信号存在频差 ,从而影响时差估计精度。为了尽量消除这一影响 ,提出了一种通用的快速的时差估计模型 ,并进行了仿真。仿真结果显示 :该模型消除了频差的影响 ,提高了时差测量精度和速度。 展开更多

关键词 通信信号 到达时差 时差定位 时差估计 频差估计 模型

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基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计研究 被引量：6

17

作者 张威 边东明 +1 位作者 张更新 谢金石 《无线电通信技术》 2013年第1期28-31,共4页

针对二阶互模糊函数在相干高斯噪声环境下会出现较大的噪声相关峰值,影响TDOA/FDOA参数正确估计的问题,利用高阶积累量对高斯噪声的不敏感特性,研究基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法,对该方法的参数估计过程进行了详细的理论... 针对二阶互模糊函数在相干高斯噪声环境下会出现较大的噪声相关峰值,影响TDOA/FDOA参数正确估计的问题,利用高阶积累量对高斯噪声的不敏感特性,研究基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法,对该方法的参数估计过程进行了详细的理论分析,并针对二阶与四阶互模糊函数两种参数估计方法进行了对比仿真。仿真结果表明,基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法能有效克服噪声的相关性,但对噪声敏感,存在一定的理论研究价值。 展开更多

关键词 干扰源定位 到达时差 到达频差 互模糊函数

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一种TDOA/FDOA联合校准定位算法 被引量：1

18

作者 周成 黄高明 +1 位作者 高俊 应涛 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期45-49,共5页

针对接收站自身存在定位误差情况下的无源定位问题,提出了一种基于时频差(TDOA/FDOA)的多运动目标定位与接收站校准联合算法。该算法采用加权最小二乘(weighted least-square,WLS)估计器,对目标和接收站的定位值进行联合估计。首先,通... 针对接收站自身存在定位误差情况下的无源定位问题,提出了一种基于时频差(TDOA/FDOA)的多运动目标定位与接收站校准联合算法。该算法采用加权最小二乘(weighted least-square,WLS)估计器,对目标和接收站的定位值进行联合估计。首先,通过引入目标定位假定值和一个中间变量,将高度非线性的无源定位方程进行伪线性化;然后,利用中间变量与目标定位值的关系,改善目标的定位精度。仿真结果表明:由于该算法利用多个运动目标共用同一个含噪接收站阵列这一特性,将多个目标的定位和接收站的校准进行联合考虑,相比于自校准法具有更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 无源定位 接收站定位误差 联合定位校准 到达时差 到达频差

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一种最大似然网格搜索卫星FDOA辐射源定位算法 被引量：4

19

作者 张威 吴佟 张更新 《无线电通信技术》 2014年第3期58-60,75,共4页

如何利用辐射源信号到达不同卫星的多普勒频差对辐射源定位是目前卫星无源定位技术研究的热点之一。针对卫星FDOA辐射源定位的特点,建立含有地球表面约束的FDOA定位方程,研究基于最大似然网格搜索的定位方程求解算法,推导了详细求解过程... 如何利用辐射源信号到达不同卫星的多普勒频差对辐射源定位是目前卫星无源定位技术研究的热点之一。针对卫星FDOA辐射源定位的特点,建立含有地球表面约束的FDOA定位方程,研究基于最大似然网格搜索的定位方程求解算法,推导了详细求解过程,并对该算法的性能进行分析与仿真评估。仿真结果表明,该算法收敛速度快,能够接近克拉美罗界下限,是一种最优的定位估计器。 展开更多

关键词 到达频差 网格搜索 最大似然 克拉美罗下限

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基于TDOA/FDOA不相关估计的选择融合定位方法 被引量：4

20

作者 朱伟强 束锋 +2 位作者 陆锦辉 马琴 黄培康 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1982-1988,共7页

为提高单独到达时差或频差定位精度,本文首先提出可达TDOA克拉美罗界的TDOA解析解,然后采用最大似然网格搜索算法获得FDOA定位解,最后采用基于TDOA/FDOA不相关估计选择融合的解形成联合解。仿真和理论分析表明:该联合算法定位性能优于... 为提高单独到达时差或频差定位精度,本文首先提出可达TDOA克拉美罗界的TDOA解析解,然后采用最大似然网格搜索算法获得FDOA定位解,最后采用基于TDOA/FDOA不相关估计选择融合的解形成联合解。仿真和理论分析表明:该联合算法定位性能优于单独定位,定位精度在有或无地球约束时均可达联合的克拉美罗界。 展开更多

关键词 到达时差 到达频差 不相关估计的选择融合 克拉美罗界

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