基于非共视多站簇的TDOA/AOA无源定位方法研究
摘要
在日益复杂的现代化电子战争中，如何准确高效地对辐射源目标进行侦察定位，
成为作战中至关重要的一部分。在实际工程应用中，对某未知扫描周期特性的机械扫
描雷达辐射源进行定位时，由于该辐射源主瓣信号的窄波束特性，辐射源目标信息仅
能被窄波束范围内的一小部分间距较近的基站簇侦收到，这导致了小基线组成的基站
簇和其它基站簇之间产生“非共视”，只依靠小基线基站组成的单个基站簇无法实现高
精度无源定位。针对这一问题，本文以传统的角度(AngleofArrival,AOA)定位、时差
(TimeDifferenceofArrival,TDOA)定位以及角度时差联合定位算法为基础，提出了一种
非共视多站簇TDOA/AOA关联定位方法。主要工作内容与研究成果如下：
首先，分析研究了三种常见的无源定位算法。介绍了基本的测向交叉、时差以及
角度时差联合定位算法的定位模型，推导了各种定位算法的几何精度因子，并通过仿
真分析了各种定位算法的定位误差受影响因素干扰的变化情况。
其次，提出了非共视多站簇TDOA/AOA关联定位方法。由于只依靠小基线基站组
成的单个基站簇无法实现高精度无源定位，本文采用数据关联获得大基线角度交叉定
位信息，以提高无源定位精度。本文提出的非共视多站簇TDOA/AOA关联定位方法包
括非共视基站簇优化部署、单基站簇目标定位的置信区域获取、定位置信区域的簇间
关联判定和多簇联合定位四个模块。当判定到各个基站簇给出的置信区域关联时，各
基站簇获得的目标信息判定为关联，此时便可以采用多簇联合定位。实验结果表明，
该方法可以实现更高精度的定位。
最后，对非共视多站簇关联定位方法的站点部署进行了分析与优化。由于非共视
多站簇关联定位方法本质上是角度定位和时差定位的结合，以角度、时差定位方法的
站点部署特点为基础，对多站簇关联定位方法的站点部署进行分析，得到结论：星型
布站方式下的多簇关联定位具有更好的定位效果，并且在一定条件下，通过增大簇内
间距和簇间距离也可以提升定位精度。为了获得更好的定位效果，采用粒子群优化算
法从单目标和多目标两种情况分别对多站簇关联定位方法的站点部署进行优化。实验
结果表明，与传统的布站方式相比，利用粒子群优化算法搜索获得的最优布站，具有
更高的定位精度。
关键词：无源定位；非共视；多站簇；关联定位；最优布站
基于非共视多站簇的TDOA/AOA无源定位方法研究
Abstract
Intheincreasinglycomplexmodernelectronicwarfare,howtoaccuratelyandefficiently
detectandlocatetheradiationsourcetargethasbecomeacrucialpartoftheoperation.In
practicalengineeringapplications,whenamechanicalscanningradarradiationsourcewith
unknownscanningperiodcharacteristicsislocated,thetargetinformationoftheradiation
sourcecanonlybedetectedbyasmallpartofbasestationclusterswithclosespacingwithin
thenarrowbeamrangeduetothenarrow-beamcharacteristicsofthemainlobesignalofthe
radiationsource,resultinginnon-commonviewbetweenthebasestationclustercomposed
ofsmallbaselineandotherbasestation