Статистическая теория пассивного местонахождение системы

Аннотация

Don. J. Torrieri. Статистическая теория пассивного местонахождение системы. Вывод из главных алгоритмов и анализ выполнения двух важнейших систем пассивной локации для стационарных передатчиков, гиперболические системы местоположение и направление-нахождения локационных систем, представлены также. Концентрация эллипса, круговая вероятность ошибки, и геометрическое разбавление точность определяются и связанных с местонахождением-системы и характеристики получения-сигнала Доплера и других пассивной локации. Кратко обсуждаются эти системы.

Введение

Положение стационарного передатчика или излучающих излучателей может быть оценено из пассивных измерений времен прихода, направления прихода, или доплеровские сдвиги электромагнитных волн получиленых в различных местах. Эта статья представляет собой вывод основных алгоритмов и анализ двух наиболее важных пассивной локации системы для стационарных передатчиков: гиперболическое расположение систем и систем расположение пеленгации.

Методы оценки

Гиперболические системы расположения, часто называемые временой разницей прибытия ( TDOA ) систем, нахождение передатчика на измерения времени прихода сигнала обработки в три или больше станций. Измерения в различных местах направляются к станции, которая обозначена ведущей станцией и делает обработку. Измерения времени прихода на две станции объединяются для получения относительного прибытие времени, в отсутствие шума и помех, ограничивает возможное расположение датчика к гиперболоида с двумя станциями как очагов. Передатчик расположение оценивается пересечением трех или более независимо генерируемые гиперболоида, определяемые из на наименее четыре станции. Если передатчик и станции лежат в той же плоскости, расположение оценивается пересечения двух или более гиперболы, определенных по три или более станций. Иллюстрация двух гипербол, каждый из которых имеет две ветви, полученные из измерения на трех станциях. Два гиперболы есть две точки пересечения. В результате расположение неоднозначность может быть решена с помощью априорной информации о месте, принимая измерения на одной или более станций или четвертого станции, чтобы генерировать дополнительная гипербола.

Изображение самолёта с пеленгации система расположения, которое делает измерения в три различные точки своей траектории. Пересечение двух линий обеспечивает оценку местоположения передатчика, который может быть на поверхности Земли или в воздухе. В присутствии шума, более чем в две линии не пересекаются в одной точке. Тем не менее, соответствующая обработка позволяет улучшенную оценку датчик положения.

Следующие три секции этой статье представляют основные методы оценки, применяемые к передатчику расположение и определить точность подходит оценок. Разделы 5 и 6 соответственно, рассмотреть пассивные системы местоположение с помощью времени прихода и измерений. Раздел 7 суммирует использование Доплера информация. Поскольку в ближайшие три разделах приведены теоретические основы для статистического анализа любого пассивная система расположение, читатель, только заинтересованы в приложениях, возможно, пожелают пропустить этот материал, обращаясь к нему по мере необходимости во время чтения.

В качестве важного частного случая, мы считаем, передатчик и три станции в той же самой плоскости таким образом, чтобы только два положения координаты должны быть оценены. Плоская модель разумно если передатчик и станции находятся вблизи поверхности Земли и достаточно близко, что кривизна поверхности Земли можно пренебречь. Один из станций обозначается ведущей станции, и два других называются периферийные станции. Прибытие времени измерения на ведомых станций отправляются в мастера станции, где разница во времени и то положение оценки вычисляются.

Измерения пассивного пеленгации системы на двух или более станций или точек вдоль самолета траектория могут быть объединены с помощью радиопеленгации месте система для получения оценки положения передатчика. Передаваемый сигнал может быть принят на станции по линии прямой распространение зрелище или после атмосферного отражения на известно, высота. Один угол может быть измерена на каждой станции системы местонахождения. Кроме того, отдельные азимуту и ??углу возвышения измерения, возможно сделаны ортогональными интерферометров, могут быть использованы для определения позиции передатчика. В отсутствие шума и помехи, принимая строки из двух или более станций пересекутся, чтобы определить, в уникальном месте. В наличие шума, более двух строк не будет пересекаются в одной точке.

Выводы

Доплеровские измерения, прибытие времени, и проценты по одинаковые или разные приемники могут быть объединены в гибридных системы расположение. Объединенные измерения может позволить уменьшение числа приемников, необходимых для заданная точность расположение и может способствовать решению неясностей. Чтобы разместить движущегося передатчика, интервал наблюдения может быть уменьшена так, чтобы передатчик почти стационарный в течение интервала и точки на траектории могут быть расположены. Однако снижение интервала наблюдения в конечном итоге привести к недопустимо большие ошибки оценки, и другие методы должен быть принят. Если траектория может быть описана младший многочлен времени, и если достаточное количество станций или измерения доступны, можно оценить коэффициенты за счет расширения размерность. Кроме того, если дифференциальные уравнения из движение, как известно, фильтров Калмана может быть использована для отслеживания перемещение передатчика. Однако сложность реализации пассивного локационной системы с фильтров Калмана, как правило, значительно больше, чем что гиперболического или радиопеленгаторной локационной системы для стационарных передатчиков.

Список использованной литературы

1. Wegner, L.H. (1971) On the accuracy analysis of airbome techniques for passively locating electromagnetic emitters. Report R-722-PR, Rand Corp.; available from National Technical Information Service as ASTIA D.C. AD 729 767, 1971.
2. Mangel, M. (1981) Three bearing method for passive triangulation in systems with unknown deterministic biases. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., AES-17 (Nov. 1981), 814.
3. Gelb, A. (1974) Applied Optimal Estimation. Cambridge, Mass.: MIT Press 1974.
4. Maybeck, P.S. (1979) Stochastic Models, Estimation, and Control, vol. 1. New York: Academic Press, 1979.
5. Whalen, A.D. (1971) Detection of Signals in Noise. New York: Academic Press, 1971.
6. Lee, H.B. (1975) A novel procedure for assessing the accuracy of hyperbolic multilateration systems. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., AES-II (Jan. 1975), 2.
7. Billingsley. P. (1979) Probability and Measure. New York: Wiley, 1979.