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1.4 几种典型定位系统简介

1.4.1 国外定位系统介绍

1.4.1.1 时差定位系统

时差定位系统(如Agilent公司的时差定位系统)是将射频接收器与其对应的软件组合得到的。射频接收器如Agilent N6841A(见图1-1),用于进行信号接收处理、数据存取、网络管理和设定。通过网络接口,利用3~5个(最多100个)接收器即可进行到达时差(TDOA)定位。

图1-1 Agilent N6841A

时差定位软件如Agilent N6854A-AG1,提供了三种技术来应对不同的情况。该软件对传统的时差定位方法进行优化,可对宽带信号实施远距离定位;优化了接收信号强度(RSS)技术,实现了多径环境下的定位;利用TDOA定位和RSS算法相结合进行定位,使得定位算法更加稳健、可靠。

时差定位系统主要技术指标如下。

(1)工作频率范围:20MHz~6GHz。

(2)信号带宽:1kHz~9.9MHz。

(3)时间同步精度:120ns。

(4)定位体制:TDOA定位与RSS算法相结合。

美国“白云”(White Cloud)海洋监视卫星(见图1-2)也能组成时差定位系统,美国在20世纪60年代就启动了“海军海洋监视系统”(Naval Ocean Surveillance Satellites)计划,先后在1000km高度圆形轨道部署了三代“白云”系列海洋监视卫星。前两代“白云”卫星系统采用三星时差定位,第三代“白云”卫星系统采用双星时频差定位。

图1-2 “白云”海洋监视卫星

主要技术指标如下。

(1)工作频率范围:0.5~10GHz。

(2)星间距离:30~110km。

(3)轨道高度:1100~1200km。

(4)定位精度:2~3km。

(5)定位体制:时差定位、时频差定位。

1.4.1.2 测向测时差定位系统

测向测时差定位系统如R&S公司的UMS300定位系统(见图1-3和图1-4),具有符合ITU标准的监测功能,并将测向定位、时差定位及测向测时差联合定位(见图1-5)的接收机整合到一台紧凑型户外设备上。高性能接收机可快速和可靠地执行所有测量与测向任务。其内置计算机提供控制软件平台,同时控制温度接口和管理接口。短天线电缆可以有效提高系统灵敏度,使系统对弱信号进行测量和定位。该系统还提供连接路由器的以太网接口,用于远程控制,也可以通过GSM/3G/4G移动无线网络连接。

图1-3 R&S公司的UMS300定位系统

图1-4 架设在楼顶的R&S公司的UMS300定位系统

图1-5 测向测时差联合定位示意

测向测时差定位系统主要技术指标如下。

(1)工作频率范围:300kHz~6GHz。

(2)信号带宽:≤20MHz。

(3)时间同步精度:ns级。

(4)测向误差:1°(RMSE)。

(5)定位体制:测向定位、时差定位及测向测时差联合定位。

1.4.2 国内定位系统介绍

1.4.2.1 双站测向定位系统

测向系统至少需要两个及以上的站位测向才能进行定位,用图1-6所示的测向系统天线及处理机等进行测向可以得到一条方位线,由两个测向站得到的两条方位线交叉可以估计目标的位置,测向定位系统定位结果示意如图1-7所示。

图1-6 测向系统天线及处理机

图1-7 测向定位系统定位结果示意

双站测向定位系统主要技术指标如下。

(1)工作频率范围:30MHz~3GHz。

(2)信号带宽:≤20MHz。

(3)测向误差:≤2°(RMSE)。

(4)定位体制:测向定位。

1.4.2.2 时差定位系统

上海特金RF-400X无人机管控装备是一款利用时差进行定位的装备,至少利用三个及以上的站才能进行时差定位,布站示意如图1-8所示,该装备在国内某国际机场部署如图1-9所示。该装备能够准确识别无人机厂家、型号等特征信息,并支持多目标跟踪定位、实时显示目标轨迹,支持多点网格化蜂窝式组网,实现大区域无缝覆盖,拥有全自动工作模式,无须人工干预,智能化程度非常高。

图1-8 上海特金RF-400X无人机定位装备布站示意

图1-9 上海特金无人机定位装备在国内某国际机场部署

时差定位系统主要技术指标如下。

(1)工作频率范围:100MHz~6GHz。

(2)作用对象:无人机图传、飞控链路、导航信号。

(3)定位体制:时差定位。

(4)定位精度:≤30m。 U58tbUo2SXj7QpzEA8xvo+hbZiVCV1R3l/oXqLNo37wb7K0c9Oc18hhHytspcgnd

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