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申请/专利权人：西安交通大学

摘要：一种基于TDOA与FDOA量测的无源目标定位方法及系统，方法包括以下步骤：获取量测信息和接收站位置信息；将接收站位置信息转化到地心地固坐标系下；根据量测信息和地心地固坐标系下的接收站位置信息建立量测方程；结合先验信息对所述量测方程进行变形处理；利用变形处理后的量测方程求解目标位置向量，获得目标坐标的估计值。本发明引入了目标先验范围信息，对范围先验信息处理后将其转化为待定目标高度坐标的一个近似值，因为该附加坐标的获得而避免了三站TDOA与双站TDOA‑FDOA定位的模糊性。本发明在求解目标坐标过程中，直接将含参坐标结果带到理论定义约束式求解参数，避免了附加误差的引入，减小了最终的定位误差。

主权项：1.一种基于TDOA与FDOA量测的无源目标定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取量测信息和接收站位置信息；将接收站位置信息转化到地心地固坐标系下；根据量测信息和地心地固坐标系下的接收站位置信息建立量测方程；结合先验信息对所述量测方程进行变形处理；利用变形处理后的量测方程求解目标位置向量，获得目标坐标的估计值；所述根据量测信息和地心地固坐标系下的接收站位置信息建立量测方程的步骤包括：假设转换坐标后的N个接收站si位置速度分别为xsi＝[xsi,ysi,zsi]T和并且这些接收站不在同一直线、同一平面上，待定辐射源位置和速度分别表示为x＝[x,y,z]T和则辐射源x与接收站si之间的距离为： 选取接收站s1作为参考接收站，辐射源发射信号到达第i个接收站和参考接收站之间的TDOA和FDOA的量测方程分别表示为： 其中，ti和t1分别为信号从辐射源出发到达接收站si和s1的时间，c为电磁波传播速度，f0为目标辐射源发射信号的频率，ri为目标辐射源到各接收站的距离，为目标辐射源到各接收站的距离变化率，vi表示接收站与目标的径向相对速度，计算表达式如下： 结合先验信息对所述量测方程进行变形处理之前对所述量测方程进行线性化处理，包括：将TDOA测量信息转化为辐射源到两接收站之间的距离差RDOA方程： 根据ri2＝x-xsiTx-xsi和r12＝x-xs1Tx-xs1获得RDOA方程的等价方程如下： 将上式对时间t求导，得到线性化处理后的FDOA定位方程： 结合先验信息对所述量测方程进行变形处理的步骤包括：根据地心地固坐标系下的接收站位置信息求得目标源所在区域的一个坐标范围，假设为[xmin,ymin,zmin]～[xmax,ymax,zmax]，取作为先验z坐标，RDOA方程的等价方程变形成如下形式： 式中，xi1＝xsi-xs1，yi1＝ysi-ys1，zi1＝zsi-zs1；不考虑目标运动，假设则线性化处理后的FDOA定位方程变形成如下形式： 令xi1＝xsi-xs1，yi1＝ysi-ys1，zi1＝zsi-zs1，在获得待定目标的先验z坐标后，上式的FDOA定位方程再变形成如下形式：

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