运动多站时差无源定位系统.doc
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运动多站时差无源定位系统,摘 要对近几年来的国外局部战争分析可以看出，现代高技术战争是多维一体化的战争，作战中争夺电磁频谱的主动权是争夺战场中主动权的核心。随着电子战技术的不断提升，特别是采用了电子干扰和反辐射导弹，雷达面临的威胁日益严峻。无源探测定位系统采用无源接收技术，具有一定的隐蔽性，因此它难以被敌方发现，具有较好的适应能力。而其中的机载...
内容介绍
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摘 要
对近几年来的国外局部战争分析可以看出，现代高技术战争是多维一体化的战争，作战中争夺电磁频谱的主动权是争夺战场中主动权的核心。随着电子战技术的不断提升，特别是采用了电子干扰和反辐射导弹，雷达面临的威胁日益严峻。无源探测定位系统采用无源接收技术，具有一定的隐蔽性，因此它难以被敌方发现，具有较好的适应能力。而其中的机载多平台时差无源定位系统的性能优良，有以下特点：无源性：采用无源接收，生存能力强，在很大程度上可以提高飞机自身的安全性；机动灵活：可以实现对敌纵深的战术机动侦察，在侦察过程中飞行编队随时组成，灵活性较好；独立实时作战：飞机既可侦察又可攻击，所以，在多平台之间的侦察信息是共享的，这样可以形成统一的作战系统。机载多平台时差无源定位系统已经成为侦察的研究热点。
本文主要针对机载多平台时差无源定位系统进行了研究，首先介绍了时差定位的原理，并研究了四平台的定位算法和定位精度分析，也就定位模糊的问题进行了分析。然后介绍了两种工程上实现时差定位的方法：基于统一时间的时差定位系统和基于统一信号的时差定位系统，并分析了这两种方法的优缺点等，之后为了本课题的研究选择了其中的基于统一时间的时差无源定位方式。然后重点介绍了在基于统一时间的时差无源定位方式中的关键技术——时间同步技术。分析了几种时间同步技术的优点与缺点，从而选择了一种时间双向传递技术作为时间同步技术。之后就时间双向传递技术做出了具体详细的论述，讨论去其应用于运动多站的可能性，并就其FPGA的实现打好了理论的基础，在最后就是时间同步的FPGA实现。
关键词 时差定位;时间同步;无源;时间双向传递
Abstract
Through the analysis of local wars from abroad in recent years, We can see the modern high-tech war is Multi-dimensional and integrated, the heart of fighting for the initiation of battlefield is how to fight for the initiation of the electromagnetic spectrum. With the improving of the electronic war’s technology, especially the using of the electronic interference and anti-radiation missiles, the threat to radars is increasing serious. The passive position system is so difficult to be found that it has a good adaptation. Time-difference location system based on moving platforms has became the focus of study, due to it’s lots of advantages.
This paper studied the time-difference location system based on moving platforms. First of all, it is studied the theories of time-difference of arrival (TDOA) location technology, at the same time it is also studied the analysis of algorithm and the positioning accuracy based on three moving platforms and four moving platforms. Then it is also studied the two methods of time difference examining: one method based on the signal synchronization and another method based on the time synchronization. Then it study the time synchronization technology which is the important technology in the time-difference location system based on moving platforms and time synchronization and introduce the principle of time two-way transfer(TTWT),analyze error sources of time two-way transfer(TTWT) on moving platforms and error sources effect on time synchronization accuracy. In the end,it is studied how to use the FPGA(Field-Programmable Gate Array) to achieve time synchronization
Keywords TDOA Location; Time Synchronization; Passive; Time Two-way Transmission
目录
摘 要 I
Abstract III
目录 V
第1章 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3 论文的主要工作及内容安排 2
第2章 时差无源定位的原理 5
2.1四平台三维系统的定位算法和精度分析 5
2.1.1 定位算法 5
2.1.2 定位精度分析 7
2.2定位模糊的消除 9
2.3本章小结 10
第3章 时差无源定位系统的实现方式 11
3.1时差无源定位的工程实现 11
3.2基于统一时间的时差无源定位 11
3.3基于统一信号的时差无源定位 12
3.4两种时差测量方案的比较 15
3.5本章小结 15
第4章 基于统一时间的时差无源定位系统的时间同步方法 17
4.1 时间标准 17
4.2 时间同步技术 17
4.2.1搬运钟法 17
4.2.2主站授时法 20
4.2.3授时中心法 29
4.3 GPS全球定位系统与北斗导航定位系统的比较 40
4.4本章小结 40
第5章 时差定位系统总体设计 43
5.1时间双向传递同步技术 43
5.1.1 时间双向传递同步技术原理 43
5.1.2 误差分析 45
5.2 IRIG-B码 47
5.3时间间隔的测量 50
5.4本章小结 51
第6章 基于FPGA的时差无源定位系统设计与实现 53
6.1多站时间同步系统的主体框架 53
6.2高精度可调计时器的实现 53
6.2.1四路数字移相的实现 53
6.2.2高精度可调计时器的FPGA实现 54
6.3 IRIG_B码编码的实现 54
6.4 IRIG_B码解码的实现 56
6.5时间间隔的测量 58
6.6本章小结 58
第7章 结束语 61
参考文献 63
对近几年来的国外局部战争分析可以看出，现代高技术战争是多维一体化的战争，作战中争夺电磁频谱的主动权是争夺战场中主动权的核心。随着电子战技术的不断提升，特别是采用了电子干扰和反辐射导弹，雷达面临的威胁日益严峻。无源探测定位系统采用无源接收技术，具有一定的隐蔽性，因此它难以被敌方发现，具有较好的适应能力。而其中的机载多平台时差无源定位系统的性能优良，有以下特点：无源性：采用无源接收，生存能力强，在很大程度上可以提高飞机自身的安全性；机动灵活：可以实现对敌纵深的战术机动侦察，在侦察过程中飞行编队随时组成，灵活性较好；独立实时作战：飞机既可侦察又可攻击，所以，在多平台之间的侦察信息是共享的，这样可以形成统一的作战系统。机载多平台时差无源定位系统已经成为侦察的研究热点。
本文主要针对机载多平台时差无源定位系统进行了研究，首先介绍了时差定位的原理，并研究了四平台的定位算法和定位精度分析，也就定位模糊的问题进行了分析。然后介绍了两种工程上实现时差定位的方法：基于统一时间的时差定位系统和基于统一信号的时差定位系统，并分析了这两种方法的优缺点等，之后为了本课题的研究选择了其中的基于统一时间的时差无源定位方式。然后重点介绍了在基于统一时间的时差无源定位方式中的关键技术——时间同步技术。分析了几种时间同步技术的优点与缺点，从而选择了一种时间双向传递技术作为时间同步技术。之后就时间双向传递技术做出了具体详细的论述，讨论去其应用于运动多站的可能性，并就其FPGA的实现打好了理论的基础，在最后就是时间同步的FPGA实现。
关键词 时差定位;时间同步;无源;时间双向传递
Abstract
Through the analysis of local wars from abroad in recent years, We can see the modern high-tech war is Multi-dimensional and integrated, the heart of fighting for the initiation of battlefield is how to fight for the initiation of the electromagnetic spectrum. With the improving of the electronic war’s technology, especially the using of the electronic interference and anti-radiation missiles, the threat to radars is increasing serious. The passive position system is so difficult to be found that it has a good adaptation. Time-difference location system based on moving platforms has became the focus of study, due to it’s lots of advantages.
This paper studied the time-difference location system based on moving platforms. First of all, it is studied the theories of time-difference of arrival (TDOA) location technology, at the same time it is also studied the analysis of algorithm and the positioning accuracy based on three moving platforms and four moving platforms. Then it is also studied the two methods of time difference examining: one method based on the signal synchronization and another method based on the time synchronization. Then it study the time synchronization technology which is the important technology in the time-difference location system based on moving platforms and time synchronization and introduce the principle of time two-way transfer(TTWT),analyze error sources of time two-way transfer(TTWT) on moving platforms and error sources effect on time synchronization accuracy. In the end,it is studied how to use the FPGA(Field-Programmable Gate Array) to achieve time synchronization
Keywords TDOA Location; Time Synchronization; Passive; Time Two-way Transmission
目录
摘 要 I
Abstract III
目录 V
第1章 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3 论文的主要工作及内容安排 2
第2章 时差无源定位的原理 5
2.1四平台三维系统的定位算法和精度分析 5
2.1.1 定位算法 5
2.1.2 定位精度分析 7
2.2定位模糊的消除 9
2.3本章小结 10
第3章 时差无源定位系统的实现方式 11
3.1时差无源定位的工程实现 11
3.2基于统一时间的时差无源定位 11
3.3基于统一信号的时差无源定位 12
3.4两种时差测量方案的比较 15
3.5本章小结 15
第4章 基于统一时间的时差无源定位系统的时间同步方法 17
4.1 时间标准 17
4.2 时间同步技术 17
4.2.1搬运钟法 17
4.2.2主站授时法 20
4.2.3授时中心法 29
4.3 GPS全球定位系统与北斗导航定位系统的比较 40
4.4本章小结 40
第5章 时差定位系统总体设计 43
5.1时间双向传递同步技术 43
5.1.1 时间双向传递同步技术原理 43
5.1.2 误差分析 45
5.2 IRIG-B码 47
5.3时间间隔的测量 50
5.4本章小结 51
第6章 基于FPGA的时差无源定位系统设计与实现 53
6.1多站时间同步系统的主体框架 53
6.2高精度可调计时器的实现 53
6.2.1四路数字移相的实现 53
6.2.2高精度可调计时器的FPGA实现 54
6.3 IRIG_B码编码的实现 54
6.4 IRIG_B码解码的实现 56
6.5时间间隔的测量 58
6.6本章小结 58
第7章 结束语 61
参考文献 63
