摘 要

對近幾年來的國外局部戰(zhàn)爭分析可以看出，現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭是多維一體化的戰(zhàn)爭，作戰(zhàn)中爭奪電磁頻譜的主動(dòng)權(quán)是爭奪戰(zhàn)場中主動(dòng)權(quán)的核心。隨著電子戰(zhàn)技術(shù)的不斷提升，特別是采用了電子干擾和反輻射導(dǎo)彈，雷達(dá)面臨的威脅日益嚴(yán)峻。無源探測定位系統(tǒng)采用無源接收技術(shù)，具有一定的隱蔽性，因此它難以被敵方發(fā)現(xiàn)，具有較好的適應(yīng)能力。而其中的機(jī)載多平臺時(shí)差無源定位系統(tǒng)的性能優(yōu)良，有以下特點(diǎn)：無源性：采用無源接收，生存能力強(qiáng)，在很大程度上可以提高飛機(jī)自身的安全性；機(jī)動(dòng)靈活：可以實(shí)現(xiàn)對敵縱深的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)偵察，在偵察過程中飛行編隊(duì)隨時(shí)組成，靈活性較好；獨(dú)立實(shí)時(shí)作戰(zhàn)：飛機(jī)既可偵察又可攻擊，所以，在多平臺之間的偵察信息是共享的，這樣可以形成統(tǒng)一的作戰(zhàn)系統(tǒng)。機(jī)載多平臺時(shí)差無源定位系統(tǒng)已經(jīng)成為偵察的研究熱點(diǎn)。
本文主要針對機(jī)載多平臺時(shí)差無源定位系統(tǒng)進(jìn)行了研究，首先介紹了時(shí)差定位的原理，并研究了四平臺的定位算法和定位精度分析，也就定位模糊的問題進(jìn)行了分析。然后介紹了兩種工程上實(shí)現(xiàn)時(shí)差定位的方法：基于統(tǒng)一時(shí)間的時(shí)差定位系統(tǒng)和基于統(tǒng)一信號的時(shí)差定位系統(tǒng)，并分析了這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)等，之后為了本課題的研究選擇了其中的基于統(tǒng)一時(shí)間的時(shí)差無源定位方式。然后重點(diǎn)介紹了在基于統(tǒng)一時(shí)間的時(shí)差無源定位方式中的關(guān)鍵技術(shù)——時(shí)間同步技術(shù)。分析了幾種時(shí)間同步技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，從而選擇了一種時(shí)間雙向傳遞技術(shù)作為時(shí)間同步技術(shù)。之后就時(shí)間雙向傳遞技術(shù)做出了具體詳細(xì)的論述，討論去其應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)多站的可能性，并就其FPGA的實(shí)現(xiàn)打好了理論的基礎(chǔ)，在最后就是時(shí)間同步的FPGA實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 時(shí)差定位;時(shí)間同步;無源;時(shí)間雙向傳遞


Abstract

Through the analysis of local wars from abroad in recent years, We can see the modern high-tech war is Multi-dimensional and integrated, the heart of fighting for the initiation of battlefield is how to fight for the initiation of the electromagnetic spectrum. With the improving of the electronic war’s technology, especially the using of the electronic interference and anti-radiation missiles, the threat to radars is increasing serious. The passive position system is so difficult to be found that it has a good adaptation. Time-difference location system based on moving platforms has became the focus of study, due to it’s lots of advantages.
This paper studied the time-difference location system based on moving platforms. First of all, it is studied the theories of time-difference of arrival (TDOA) location technology, at the same time it is also studied the analysis of algorithm and the positioning accuracy based on three moving platforms and four moving platforms. Then it is also studied the two methods of time difference examining: one method based on the signal synchronization and another method based on the time synchronization. Then it study the time synchronization technology which is the important technology in the time-difference location system based on moving platforms and time synchronization and introduce the principle of time two-way transfer(TTWT),analyze error sources of time two-way transfer(TTWT) on moving platforms and error sources effect on time synchronization accuracy. In the end,it is studied how to use the FPGA(Field-Programmable Gate Array) to achieve time synchronization

Keywords TDOA Location; Time Synchronization; Passive; Time Two-way Transmission

目錄
摘 要 I
Abstract III
目錄 V
第1章 緒論 1
1.1課題的研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.3 論文的主要工作及內(nèi)容安排 2
第2章 時(shí)差無源定位的原理 5
2.1四平臺三維系統(tǒng)的定位算法和精度分析 5
2.1.1 定位算法 5
2.1.2 定位精度分析 7
2.2定位模糊的消除 9
2.3本章小結(jié) 10
第3章 時(shí)差無源定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式 11
3.1時(shí)差無源定位的工程實(shí)現(xiàn) 11
3.2基于統(tǒng)一時(shí)間的時(shí)差無源定位 11
3.3基于統(tǒng)一信號的時(shí)差無源定位 12
3.4兩種時(shí)差測量方案的比較 15
3.5本章小結(jié) 15
第4章 基于統(tǒng)一時(shí)間的時(shí)差無源定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法 17
4.1 時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) 17
4.2 時(shí)間同步技術(shù) 17
4.2.1搬運(yùn)鐘法 17
4.2.2主站授時(shí)法 20
4.2.3授時(shí)中心法 29
4.3 GPS全球定位系統(tǒng)與北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的比較 40
4.4本章小結(jié) 40
第5章 時(shí)差定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 43
5.1時(shí)間雙向傳遞同步技術(shù) 43
5.1.1 時(shí)間雙向傳遞同步技術(shù)原理 43
5.1.2 誤差分析 45
5.2 IRIG-B碼 47
5.3時(shí)間間隔的測量 50
5.4本章小結(jié) 51
第6章 基于FPGA的時(shí)差無源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 53
6.1多站時(shí)間同步系統(tǒng)的主體框架 53
6.2高精度可調(diào)計(jì)時(shí)器的實(shí)現(xiàn) 53
6.2.1四路數(shù)字移相的實(shí)現(xiàn) 53
6.2.2高精度可調(diào)計(jì)時(shí)器的FPGA實(shí)現(xiàn) 54
6.3 IRIG_B碼編碼的實(shí)現(xiàn) 54
6.4 IRIG_B碼解碼的實(shí)現(xiàn) 56
6.5時(shí)間間隔的測量 58
6.6本章小結(jié) 58
第7章 結(jié)束語 61
參考文獻(xiàn) 63