系统工程与电子技术 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (7): 2119-2126.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2025.07.05

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超视距传播机制下的时差定位折射修正技术

朱庆林1, 孙方1,*, 姚山峰2, 欧阳鑫信2, 王红光1, 韩杰1, 董翔1, 张守宝1, 赵振维1   

  1. 1. 中国电波传播研究所, 山东 青岛 266107
    2. 信号盲处理全国重点实验室, 四川 成都 610041
  • 收稿日期:2024-05-13 出版日期:2025-07-16 发布日期:2025-07-22
  • 通讯作者: 孙方
  • 作者简介:朱庆林(1981—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    孙方(1982—), 女, 高级工程师, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    姚山峰(1986—), 男, 副研究员, 硕士, 主要研究方向为无源定位与参数估计
    欧阳鑫信(1987—), 男, 助理研究员, 博士, 主要研究方向为参数估计与统计信号处理
    王红光(1980—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    韩杰(1981—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    董翔(1987—), 男, 高级工程师, 硕士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    张守宝(1985—), 男, 高级工程师, 硕士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感
    赵振维(1965—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为电波传播、电波环境遥感

Refraction correction of TDOA technique for over-the-horizon propagation mechanism

Qinglin ZHU1, Fang SUN1,*, Shanfeng YAO2, Xinxin OUYANG2, Hongguang WANG1, Jie HAN1, Xiang DONG1, Shoubao ZHANG1, Zhenwei ZHAO1   

  1. 1. China Research Institute of Radiowave Propagation, Qingdao 266107, China
    2. National Key Laboratory of Science and Technology on Blind Signal Processing, Chengdu 610041, China
  • Received:2024-05-13 Online:2025-07-16 Published:2025-07-22
  • Contact: Fang SUN

摘要:

针对大气波导和对流层散射两种超视距传播机制导致的大气折射误差显著增大、严重影响三站无源时差定位系统远距离目标定位精度的问题,提出一种超视距传播机制下的时差定位折射修正方法。该方法利用射线描迹技术精确计算大气波导和对流层散射环境作用下信号传播路径上的射线轨迹参数,基于时差定位CHAN算法对实测时延差进行折射误差修正,并利用几何稀释精度解算原理对修正结果进行精度评估。评估结果充分验证了修正技术的有效性和准确性,利用该技术可以显著提高无源时差定位系统对超视距目标的定位精度。

关键词: 时差定位, 大气波导, 对流层散射, 折射修正, 射线描迹, 几何稀释精度

Abstract:

In response to the significant increase of atmospheric refraction error caused by two types of over-the-horizon propagation mechanisms: atmospheric duct and tropospheric scattering, which seriously affect the long-distance target positioning accuracy of the three station passive time difference positioning system, a refraction correction of time difference of arrival(TDOA) method for the over-the-horizon propagation mechanism is proposed. The method uses ray tracing technology to accurately calculate the ray trajectory parameters on the signal propagation path in the influence of atmospheric duct and tropospheric scattering environment, the measured time delay difference error from refraction is corrected with CHAN algorithm, and the geometric dilution accuracy calculation principle is used to evaluate the accuracy of the correction result. The evaluation results fully verify the effectiveness and accuracy of the correction technology and the method can significantly improve the positioning accuracy of over-the-horizon targets for the TDOA system.

Key words: time difference of arrival (TDOA), atmospheric duct, tropospheric scattering, refraction correction, ray tracing, geometric dilution of precision (GDOP)

中图分类号: