空天无源探测平台的差分定位体制研究

Precise positioning for emitter source is an important content in the aerospace passive detection platform. Due to the effect of space geometric distribution ( GDOP ) and various positioning errors,as to emitter's passive positioning in coverage area, the genernal problem is that its positioning accuracy is rough and the positioning blind area always exists , how to effectively eliminate the influence of various positioning errors and how to realize no positioning blind area are the key problems to maximize the effectiveness of this platform..In view of differential positioning thought of satellite navigation system, combined with these characteristics of angle, time and frequency difference in positioning equation and space known emitter source, the differential positioning system in the aerospace passive detection platform is proposed, multi epoch time difference method through angle aided is planned to solve no blind positioning; the comprehensive correction method of the time difference based on GNSS signal auxiliary and Doppler frequency deviation correction method based on VRS differential principle，can effectively eliminate the system error of measurement, and it cause to realize no blind positioning in blind area, and to realize level crossing of positioning accuracy..Putting forward differential positioning system in aerospace passive detection platform, there is an important promoting role on promoting the development of aerospace passive and seamless positioning and precision positioning, the research results have great innovation value and practical significance.

辐射源的精确定位是空天无源探测平台的一个重要内容。受空间几何布局（GDOP）和各种定位误差的影响，基于空天平台的辐射源无源定位存在定位精度过于粗略和覆盖区存在定位盲区的问题，如何有效地消除各种误差的影响和实现盲区无盲定位是最大限度地发挥空天平台效能的关键问题。 .借鉴卫星导航系统的差分定位思想，结合角度、时差和频差定位方程以及已知辐射源的特征，提出空天无源探测平台的差分定位体制，通过角度辅助的多历元时差法解决盲区无盲定位问题；通过基于GNSS信号辅助的时间差综合改正方法、基于VRS差分原理的Doppler频差改正方法有效消除观测量所包含的系统误差，从而实现盲区无盲定位，实现定位精度的量级跨越。.在空天无源探测平台中提出差分定位体制，对推动空天无源定位向无缝定位和精密定位发展具有重要的推动作用，其研究成果具有较大的创新价值和现实意义。

本项目低轨双星无源定位系统的误差精密修正方法为研究对象，借鉴GNSS差分定位原理，创新性地将GNSS差分定位技术加以改造，使之适用于双星低轨无源定位系统。项目分析了该系系统的主要误差源，各种误差源对定位精度的影响程度，得出卫星轨道、卫星速度、时间差、频率差为系统的主要误差源，确立了该系统的误差指标分配体系。.对于卫星自主定轨和精密测速，研究了载波相位和抗差自适应kalman滤波等多项关键技术，同时提出互差中值加权定位新原理，使伪距定位精度从10米提高到优于5米，并且定位精度的平稳性大大提高，为星载GNSS满足优于5米的误差分配指标要求提供技术支撑。互差中值加权定位的提出，对伪距定位领域是一项重要的贡献，该成果也是一项国际领先的成果。.对于时差和频差两个观测量，分析了极短基线技术的位置差分方法、地基单站观测量差分方法、基于VRS技术的多站观测量差分方法、天基单星观测量差分方法、基于VRS的天基多星差分方法等，并对几种方法的误差改正效果和优缺点进行了比较研究，得出了每一种差分方法的作用范围和定位精度。通过对上述方法综合比较，总结出一套以天基导航卫星为主，地基辐射源为辅的时频差综合改正方法和方案。在覆盖区内，实现辐射源无源定位精度从十至几十公里提升到优于1.5公里，这项成果为我国未来低轨双星无源定位系统建设提供重要参考。该研究解决了低轨双星无源定位系统的全球性问、高精度和低成本问题，提出的方法属于完全自主的原创新成果，使辐射源定位精度提高一个数量级的研究成果在国际上尚属首次。