基于TDOA定位的陣列布放結構研究

金博楠，徐曉蘇，張 濤，李 瑤

(東南大學 儀器科學與工程學院 微慣性儀表與先進導航技術教育部重點實驗室，南京 210096)

基于TDOA定位的陣列布放結構研究

金博楠，徐曉蘇，張 濤，李 瑤

(東南大學 儀器科學與工程學院 微慣性儀表與先進導航技術教育部重點實驗室，南京 210096)

不同結構陣列在TDOA定位中對定位精度有較大影響。為了掌握和減小陣列帶來的影響，從TDOA定位解算方程組的角度分析了平面陣列在空間定位中高度方向產生較大誤差的原因；又從單個基線的角度分析了影響基線定位敏感度的因素，而為分析陣列定位效果提供了理論依據。然后對七種代表性的平面陣列進行對比，驗證了陣列結構對定位精度的影響關系。根據平面陣列的經驗又設計了三種空間陣列，通過仿真實驗證明了對陣列結構研究的正確性。

TDOA; 陣列結構;傳感器布放;長基線定位

E-mail:jinbonan@seu.edu.cn

0 引言

基于到達時間差(Time Difference of Arrival，TDOA)的長基線定位技術作為水下聲學定位中的重要研究方向，受到了越來越多的關注。由于接收端不需要與發射端進行時鐘同步[1]，在接收端完全可以被動地探測和定位正在發射信號的目標，因此在反潛、追蹤、勘探、搜救等領域有著廣泛的應用[2-4]。影響TDOA定位精度的因素主要分為前端接收和后端解算兩個部分，前端誤差指水聽器接收信號并分析時間差過程中產生的誤差，主要包括噪聲干擾、多途效應、信號衰減等帶來的觀測誤差以及聲速變化，時延提取過程中的計算誤差；……