李 恒,王 偉,金立杰,郭建華

(中國民用航空局第二研究所,成都610041)

場面多點(diǎn)定位信號處理獨(dú)立性的實(shí)現(xiàn)*

李 恒**,王 偉,金立杰,郭建華

(中國民用航空局第二研究所,成都610041)

大型機(jī)場的場面多點(diǎn)定位(MLAT)系統(tǒng)具有接收站布局復(fù)雜和非視距(NLOS)傳播嚴(yán)重的特點(diǎn),為了選擇最佳定位站點(diǎn)組合和消除NLOS對目標(biāo)定位的影響,需要提供一個(gè)目標(biāo)的估計(jì)位置。以往采用目標(biāo)前次定位位置的方式存在將前次定位誤差引入到當(dāng)次目標(biāo)信號處理中的缺陷。為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)定位系統(tǒng)對目標(biāo)當(dāng)次信號處理的獨(dú)立性,采用一種基于最優(yōu)水平精度因子(HDOP)的目標(biāo)位置估算方法,利用當(dāng)次測量達(dá)到時(shí)間(TOA)信息,基于最優(yōu)HDOP,通過快速優(yōu)選、位置一致性判定和優(yōu)化站點(diǎn)等方法,快速估計(jì)出目標(biāo)當(dāng)次二維位置,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用當(dāng)次目標(biāo)估計(jì)位置完成最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理。仿真測試和機(jī)場場面真實(shí)數(shù)據(jù)測試驗(yàn)證了該方法的可行性,同時(shí)表明利用該方法提高了多點(diǎn)定位系統(tǒng)的定位連續(xù)性和定位精度。

機(jī)場場面監(jiān)視;多點(diǎn)定位系統(tǒng);快速優(yōu)選;位置一致性判定;優(yōu)化站點(diǎn)

1 引 言

多點(diǎn)定位(Multilateration,MLAT)系統(tǒng)是國外提出的一種新的機(jī)場場面監(jiān)視手段,該技術(shù)充分利用民航飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置空管應(yīng)答機(jī)的A/C模式或S模式應(yīng)答信號,采用多點(diǎn)無源傳感器接收方法確定飛機(jī)或其他運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置。該技術(shù)最大的特點(diǎn)在于完全利用機(jī)載現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)空管應(yīng)答機(jī),無需加裝其他機(jī)載設(shè)備即可完成定位監(jiān)視,并兼容ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)技術(shù),數(shù)據(jù)更新率高,系統(tǒng)成本較低,定位精度高,并具有目標(biāo)標(biāo)識能力,系統(tǒng)監(jiān)視覆蓋范圍適應(yīng)性強(qiáng)。國際民用航空組織(International Civil Aviation Organization, ICAO)、美國聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)、歐洲航空安全組織等民航國際組織已經(jīng)將多點(diǎn)定位技術(shù)和系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行推廣,并組織了一系列的驗(yàn)證評估試驗(yàn)工程。多點(diǎn)定位技術(shù)現(xiàn)在屬于民航監(jiān)視技術(shù)的前沿和熱點(diǎn),目前國內(nèi)自主研發(fā)的多點(diǎn)定位系統(tǒng)在機(jī)場現(xiàn)場實(shí)施的案例較少,相關(guān)技術(shù)的工程驗(yàn)證評估還屬于起步階段。因此,設(shè)計(jì)一套我國自主研發(fā)、可靠性高、通用性強(qiáng)的多點(diǎn)定位系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)國內(nèi)自主研發(fā)多點(diǎn)定位系統(tǒng)在機(jī)場的應(yīng)用,對打破國外技術(shù)壟斷具有重要意義。

大型機(jī)場的多點(diǎn)定位系統(tǒng)具有接收站數(shù)量多且站點(diǎn)布局復(fù)雜的特點(diǎn),接收站的地理位置決定了幾何精度因子(Geometric Dilution of Precision,GDOP)的大小,目標(biāo)位置距離接收站所構(gòu)成的多邊形越遠(yuǎn),則GDOP越大。而多點(diǎn)定位系統(tǒng)中,精度因子(Dilution of Precision,DOP)則用來表示定位誤差的放大倍數(shù)[1-2]。為了減少DOP對誤差的放大,需要選擇一組最佳的站點(diǎn)組合[3],使其所構(gòu)成的多邊形將目標(biāo)包住。

另一方面,由于障礙物的阻隔導(dǎo)致接收站和目標(biāo)之間產(chǎn)生了非視距(Non-Line-of-Sight,NLOS)傳播,特別是在大型機(jī)場中,由于大量建筑物的存在,非視距傳播對定位精度影響很大[4]。因此,在大型機(jī)場的多點(diǎn)定位系統(tǒng)中,消除存在NLOS誤差的達(dá)到時(shí)間(Time of Arrival,TOA)測量,也對提高定位精度起到重要的作用。

無論是最佳站點(diǎn)組合的選擇,還是NLOS誤差的消除,都需要提供一個(gè)目標(biāo)的估計(jì)位置[5]。以往采用目標(biāo)前次定位位置作為最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS誤差消除所需的位置信息,但經(jīng)過長期機(jī)場現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn),場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)輸出目標(biāo)位置存在掉點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)跡軌跡錯(cuò)誤這兩個(gè)現(xiàn)象,通過分析發(fā)現(xiàn)它們均與采用目標(biāo)前次定位位置有關(guān)。系統(tǒng)采用目標(biāo)前次定位位置作為最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理的依據(jù),存在兩個(gè)方面的缺點(diǎn):一方面,某種原因造成目標(biāo)定位更新率降低,而未能及時(shí)跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡,從而造成最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理發(fā)生錯(cuò)誤;另一方面,由于目標(biāo)定位更新率降低造成目標(biāo)位置信息更新超時(shí),目標(biāo)信息將從系統(tǒng)的目標(biāo)信息庫中刪除,最終使得最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理無目標(biāo)前次定位信息可用。

為了提高系統(tǒng)對目標(biāo)當(dāng)次信號處理的獨(dú)立性,避免將前次定位誤差引入到當(dāng)次最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理中去,本文根據(jù)最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理的實(shí)際需求,提供一種目標(biāo)當(dāng)次二維位置(X,Y)的估計(jì)方法,即本文中描述的基于最優(yōu)水平精度因子(Horizontal Dilution of Precision,HDOP)的目標(biāo)位置快速估計(jì)方法。

該方法基于最優(yōu)HDOP,利用當(dāng)次測量TOA信息,通過快速優(yōu)選、位置一致性判定、優(yōu)化站點(diǎn)等方法,估計(jì)目標(biāo)當(dāng)次的二維位置,系統(tǒng)利用這個(gè)估計(jì)位置完成最佳站點(diǎn)組合選擇和NLOS處理,最終達(dá)到高精度目標(biāo)位置輸出。

2 方法詳述

多點(diǎn)定位系統(tǒng)中的中心數(shù)據(jù)處理站主要用于處理通過不同接收站接收到的信號時(shí)間差(Time Difference of Arrival,TDOA)來計(jì)算目標(biāo)位置[6]。根據(jù)機(jī)場場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[7],機(jī)動(dòng)區(qū)的水平定位精度小于12 m占比99%,小于7.5 m占比95%。而大型機(jī)場場面存在接收站數(shù)量多、站點(diǎn)布設(shè)復(fù)雜、NLOS影響嚴(yán)重等特點(diǎn),所以中心數(shù)據(jù)處理站還需要進(jìn)行NLOS處理和最佳定位站點(diǎn)組合選擇。以往采用目標(biāo)歷史位置作為NLOS處理和站點(diǎn)組合選擇的依據(jù)信息,但經(jīng)過長期機(jī)場現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn),這種方法會(huì)將前次定位誤差引入到當(dāng)次目標(biāo)信號處理中,從而降低目標(biāo)定位精度。因此,本文提出利用當(dāng)次測量TOA信息,基于最優(yōu)HDOP的原則[8],結(jié)合快速優(yōu)選、位置一致性判定、優(yōu)化站點(diǎn)等方法,估算一個(gè)目標(biāo)當(dāng)次信號的二維位置,利用此估計(jì)位置完成NLOS處理和最佳站點(diǎn)組合選擇,最終輸出一個(gè)滿足多點(diǎn)定位機(jī)場場面定位解算要求的目標(biāo)位置。

HDOP作為本文所述方法重點(diǎn)依據(jù),表示了站點(diǎn)水平幾何布局對目標(biāo)位置估算精度的影響程度。在偽距測量精度相同的條件下,目標(biāo)位置的HDOP值越小,得到的目標(biāo)估算位置就越可靠。定位區(qū)域HDOP大小與該區(qū)域站點(diǎn)布局有關(guān),所以合理安排站點(diǎn)布局,減小定位區(qū)域內(nèi)的HDOP值,是本文所述方法實(shí)現(xiàn)可靠目標(biāo)位置估算中關(guān)鍵的一環(huán)。基于最優(yōu)HDOP站點(diǎn)布局方式[9]研究,機(jī)場場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)站點(diǎn)布局方式應(yīng)該滿足4個(gè)站點(diǎn)包圍監(jiān)視區(qū)域的要求。

基于最優(yōu)HDOP的目標(biāo)二維位置估計(jì)方法流程如圖1所示。該方法旨在通過多種優(yōu)選算法的結(jié)合,選擇出一組HDOP最優(yōu)的三站站點(diǎn)組合,并獲取該組合解算得到的目標(biāo)二維位置。為了提高三站站點(diǎn)組合的查找效率,該方法避免使用遍歷所有三站組合的方式,而是采用快速優(yōu)選的方式選擇出4組三站站點(diǎn)組合,然后通過位置一致性判定原則,判定4組組合的解算位置是否聚攏。如果位置一致性判定失敗,則通過優(yōu)化站點(diǎn)的方式去除一個(gè)站點(diǎn),然后再重新執(zhí)行一遍圖1中的流程。反之,位置一致性判定成功,則輸出4組站點(diǎn)組合中HDOP最優(yōu)的組合,并將該組合的目標(biāo)二維位置輸出。

圖1 基于最優(yōu)HDOP的目標(biāo)二維位置估計(jì)方法流程Fig.1 Flow chart of the target location estimation method based on optimal HDOP

2.1 快速優(yōu)選

快速優(yōu)選算法是以HDOP為依據(jù),基于基礎(chǔ)組合,快速替換站點(diǎn)并獲取3個(gè)派生組合,從而優(yōu)選出1個(gè)基礎(chǔ)組合和3個(gè)派生組合的3站站點(diǎn)組合。具體方法是利用對目標(biāo)當(dāng)次信號可見的所有接收站信息獲取1個(gè)目標(biāo)粗位置,在可見接收站中找到距離粗位置最近的3個(gè)站點(diǎn)[R1R2R3]構(gòu)成基礎(chǔ)組合。將可見接收站中不屬于基礎(chǔ)組合的接收站依次替換[R1R2R3],獲取HDOP最優(yōu)的3個(gè)派生組合。最后將1個(gè)基礎(chǔ)組合和3個(gè)派生組合的站點(diǎn)組合編號、二維解算位置、HDOP值輸出,具體流程如圖2所示。

圖2 快速優(yōu)選流程Fig.2 Flow chart of the fast selection method

若對目標(biāo)信號可見的接收站點(diǎn)總數(shù)為N,遍歷N個(gè)站所有三站組合的次數(shù)是C3N,圖2描述的快速優(yōu)選方法,查找次數(shù)是3×(N-3)+1?？梢?隨著N的增大,遍歷所有三站組合的查找次數(shù)會(huì)快速增長。在實(shí)際的大型機(jī)場多點(diǎn)定位系統(tǒng)中接收站數(shù)量較多,如具有雙跑道的成都雙流國際機(jī)場,分布了20個(gè)接收站。兩種方式隨N增大的變化趨勢如圖3所示,顯然圖2描述的快速優(yōu)選方法效率更適合大型機(jī)場多點(diǎn)定位系統(tǒng)。

圖3 快速優(yōu)選和全部遍歷的效率對比Fig.3 Efficiency comparison between fast selection and complete coverage

2.2 位置一致性判定

快速優(yōu)選會(huì)輸出HDOP相對較好的4組三站組合,并輸出4組組合對應(yīng)的目標(biāo)二維位置。位置一致性判定規(guī)則是:4個(gè)目標(biāo)二維位置應(yīng)該呈現(xiàn)出聚攏分布,若存在一個(gè)位置離其他3個(gè)位置的距離大于設(shè)定的門限值T,則認(rèn)為位置一致性判定失敗;反之,4個(gè)位置相互的距離差都小于T,則認(rèn)為位置一致性判定成功。4組站點(diǎn)組合對應(yīng)的目標(biāo)二維位置分別是[P1,P2,P3,P4],最遠(yuǎn)兩點(diǎn)距離小于門限值T,那么位置一致性通過,即

式中,(Xi,Yi)為Pi的二維位置坐標(biāo),(Xj,Yj)為Pj的二維位置坐標(biāo),T為位置一致性判定門限。

2.3 優(yōu)化站點(diǎn)

如果位置一致性判定失敗,且參與計(jì)算的站點(diǎn)數(shù)量大于4個(gè)站,則使用圖4所描述的一種優(yōu)化站點(diǎn)的方式,選出4個(gè)位置中離中心位置最遠(yuǎn)的位置,找出最遠(yuǎn)位置對應(yīng)的站點(diǎn)組合,去除站點(diǎn)組合中離目標(biāo)最遠(yuǎn)的站點(diǎn),然后重新執(zhí)行快速優(yōu)選和位置一致性判定。

圖4 優(yōu)化站點(diǎn)方法Fig.4 Flow chart of the station optimization method

本文提出的這種基于最優(yōu)HDOP的目標(biāo)位置快速估計(jì)方法具有以下三方面的優(yōu)點(diǎn):

(1)避免目標(biāo)高度解算,降低了位置估算難度。

(2)采用快速優(yōu)選的方法,提高了位置估算效率。

(3)采用位置一致性和優(yōu)化站點(diǎn)的方法,保證了估計(jì)位置的可靠性。

3 機(jī)場場面真實(shí)數(shù)據(jù)測試結(jié)果

3.1 仿真數(shù)據(jù)測試

為了測試本文所提方法對目標(biāo)位置估算的效果,利用基于國內(nèi)某機(jī)場場面布局的仿真實(shí)驗(yàn),考察算法的可行性。仿真測試場景如圖5所示,在國內(nèi)某機(jī)場場面仿真7個(gè)站點(diǎn),站點(diǎn)位置如“*”標(biāo)識。在站點(diǎn)布局覆蓋好的第一跑道上模擬目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡,一共模擬19 760個(gè)目標(biāo)位置。利用目標(biāo)理論位置和接收站位置,模擬7個(gè)站點(diǎn)的TOA,模擬TOA誤差服從N(0,σ2)。將7個(gè)站點(diǎn)TOA信息輸入到已實(shí)現(xiàn)的本文方法模塊中,統(tǒng)計(jì)出估算目標(biāo)位置的成功率和誤差,從而對估算位置進(jìn)行定量分析。

按照定量分析結(jié)果,位置估算成功率可以達(dá)到100%,誤差均值4.511 1 m,誤差標(biāo)準(zhǔn)差5.412 8 m,目標(biāo)位置估算方法的估算成功率和精度已滿足NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇的要求。

圖5 仿真場景Fig.5 Simulation scenario

3.2 真實(shí)數(shù)據(jù)測試

因?yàn)楸疚闹挟?dāng)次目標(biāo)位置快速估計(jì)方法的研究,最終目的是在多點(diǎn)定位系統(tǒng)中,利用當(dāng)次目標(biāo)估計(jì)位置代替前次目標(biāo)定位位置在NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇中的使用,以達(dá)到多點(diǎn)定位系統(tǒng)在機(jī)場場面定位效果提高的目的,所以采用實(shí)際多點(diǎn)定位系統(tǒng)某日某時(shí)間段在國內(nèi)某機(jī)場采集到的機(jī)場場面實(shí)際目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析。下面分別比較在使用前次目標(biāo)位置和使用本文所述當(dāng)次目標(biāo)估計(jì)位置的兩種情況下多點(diǎn)定位系統(tǒng)對此時(shí)段的定位效果,對比結(jié)果如圖6所示,站點(diǎn)位置如“*”標(biāo)識。

圖6 對比結(jié)果Fig.6 Contrast results

圖6 中,(a)和(b)主要對比利用兩種位置信息完成NLOS處理和站點(diǎn)優(yōu)選后多點(diǎn)定位系統(tǒng)定位結(jié)果的連續(xù)性,對比區(qū)域如圖中虛線矩形框標(biāo)識。受機(jī)場場面建筑物和接收站布局的影響,在場面某些區(qū)域會(huì)出現(xiàn)目標(biāo)信號被遮擋的現(xiàn)象,由于目標(biāo)前次位置在多點(diǎn)定位系統(tǒng)中的存儲(chǔ)時(shí)間較短,從而造成當(dāng)次NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇時(shí)無目標(biāo)位置信息可用,又因?yàn)镹LOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇的失敗,使得多點(diǎn)定位系統(tǒng)在較長時(shí)間內(nèi)都不能對目標(biāo)位置定位成功,最終造成多點(diǎn)定位系統(tǒng)定位連續(xù)性下降,如圖(a)。如果利用本文所述的當(dāng)次目標(biāo)估計(jì)位置來完成NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇,能夠及時(shí)提供兩者所需的目標(biāo)位置信息,加快目標(biāo)信號從被遮擋到被可見情況下定位點(diǎn)跡的輸出,從而提高多點(diǎn)定位系統(tǒng)定位的連續(xù)性,如圖(b)。

圖6中,(c)和(d)主要對比利用兩種位置信息完成NLOS處理和站點(diǎn)優(yōu)選后多點(diǎn)定位系統(tǒng)定位結(jié)果的精度。圖(c)中的目標(biāo)點(diǎn)跡明顯有一段偏離了滑行道中線,原因是目標(biāo)某次定位結(jié)果精度下降,造成精度不高的位置信息作為目標(biāo)前次位置而影響了后面連續(xù)幾次目標(biāo)信息處理中NLOS的處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合的選擇。可見利用目標(biāo)前次位置來完成目標(biāo)當(dāng)次信號的NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇,其直接后果則是將前次定位誤差引入到了目標(biāo)當(dāng)次信號處理中。如果利用本文所述的當(dāng)次目標(biāo)估計(jì)位置來完成NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇,可以避免前次定位誤差的引入,提高了多點(diǎn)定位系統(tǒng)中當(dāng)次目標(biāo)信號處理的獨(dú)立性,如圖(d)中該目標(biāo)點(diǎn)跡精度明顯高于圖(c),目標(biāo)點(diǎn)跡沿著滑行道中線延伸。

4 結(jié)束語

多點(diǎn)定位技術(shù)作為近年來國外推薦的一種新型機(jī)場場面監(jiān)視技術(shù),在我國的研究還處于起步階段,我國自主研發(fā)的多點(diǎn)定位系統(tǒng)在機(jī)場場面的實(shí)際應(yīng)用也剛開始。本文結(jié)合多點(diǎn)定位系統(tǒng)在實(shí)際機(jī)場應(yīng)用時(shí)遇到的具體問題,提出了一種當(dāng)次目標(biāo)位置的估算方法,并利用目標(biāo)當(dāng)次估算位置代替前次目標(biāo)定位位置在當(dāng)次NLOS處理和最優(yōu)站點(diǎn)組合選擇中的使用。

仿真數(shù)據(jù)和機(jī)場場面真實(shí)數(shù)據(jù)測試分析表明,該方法避免了前次定位誤差引入到當(dāng)次目標(biāo)信號處理中去,實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)定位系統(tǒng)當(dāng)次目標(biāo)信號處理的獨(dú)立性,最終提高了多點(diǎn)定位系統(tǒng)的定位連續(xù)性和定位精度。該方法對多點(diǎn)定位系統(tǒng)在機(jī)場場面目標(biāo)監(jiān)視的應(yīng)用具有通用性,對多點(diǎn)定位系統(tǒng)在大型機(jī)場場面實(shí)際使用方面有較好的應(yīng)用價(jià)值。

[1] 宮峰勛,雷艷萍,許躍,等.機(jī)場場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)定位精度研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2011,37(15):276-278. GONG Fengxun,LEI Yanping,XU Yue,et al.Research on Multilateration System Positioning Precision for Airport Surface[J].Computer Engineering,2011,37(15):276-278.(in Chinese)

[2] 文富忠,孫克宇,徐定杰.基于GDOP的導(dǎo)航定位誤差和最優(yōu)岸臺(tái)設(shè)計(jì)算法的研究[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(2):47-50. WEN Fuzhong,SUN Keyu,XU Dingjie.Algorithm of Navigation Fixing Error and Optimum Radio Launch Pads Design Based on GDOP[J].Journal of Harbin Engineering University,2002,23(2):47-50.(in Chinese)

[3] 吳宏剛,劉昌忠,黃忠濤.機(jī)場場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)遠(yuǎn)端站優(yōu)選方法[J].電訊技術(shù),2009,49(12):5-8. WU Honggang,LIU Changzhong,HUANG Zhongtao.Multilateration Station Selection Method for Airport Surface Surveillance[J].Telecommunication Engineering,2009, 49(12):5-8.(in Chinese)

[4] 茍舉.基于蜂窩網(wǎng)無線定位技術(shù)TDOA的誤差分析[J].廣東通信技術(shù),2011,31(4):33-39. GOU Ju.Cellular network-based positioning technology TDOA Error Analysis[J].Guangdong Communication Technology,2011,31(4):33-39.(in Chinese)

[5] 趙春暉,吳周.基于NLOS環(huán)境下的TOA/AOA混合定位算法[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,39(1):85-89. ZHAO Chunhui,WU Zhou.A TOA/AOA hybrid location algorithm based on NLOS[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2007,39(1):85-89.(in Chinese)

[6] KONCHENKO I.Availability Analysis of the Multilateration Surveillance System in Kiev(Boryspil)Airport[C]// Proceedings of MRRS-2008 Symposium.Kiev,Ukraine: IEEE,2008.

[7] EUROCAE ED-117,MOPS for Mode S Multilateration System for Use in Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems(A-SMGCS)[S].

[8] THOMAS D W.Method for use in a multilateration system and a multilateration system:USA,7557754[P].2009-07-07.

[9] 錢鐿,陸明泉,馮振明.基于TDOA原理的地面定位系統(tǒng)中HDOP的研究[J].電訊技術(shù),2005,45(3):135-138. QIAN Yi,LU Mingquan,FENG Zhenming.Research on the HDOP of a TDOA Land-Based Positioning System [J].Telecommunication Engineering,2005,45(3):135-138.(in Chinese)

LI Heng was born in Chengdu,Sichuan Province,in 1982.She received the M.S.degree from University of Electronic Science and Technology of China in 2007.She is now an engineer.Her research concerns airport engineering and air traffic management.

Email:liheng100@163.com

王 偉(1982—),男,湖北荊州人,2008年于電子科技大學(xué)獲碩士學(xué)位,現(xiàn)為工程師,主要研究方向?yàn)闄C(jī)場工程、空中交通管理;

WANG Wei was born in Jingzhou,Hubei Province,in 1982.He received the M.S.degree from University of Electronic Science and Technology of China in 2008.He is now an engineer.His research concerns airport engineering and air traffic management.

金立杰(1983—),女,天津人,2008年于電子科技大學(xué)獲碩士學(xué)位,現(xiàn)為工程師,主要研究方向?yàn)槎帱c(diǎn)定位、信息與通信安全;

Implementation of Surface Multilateration Signal Processing Independence

LI Heng,WANG Wei,JIN Lijie,GUO Jianhua
(The Second Research Institute,Civil Aviation Administration of China,Chengdu 610041,China)

The characteristics of Multilateration(MLAT)system include complex station distribution and serious non line of sight(NLOS)influence when used in large airport surface.For improving positioning accuracy,an estimative target position is needed to select best station combination and remove NLOS influence.In the past,the previous position of target is used as the estimative target position,which has a defect that the previous positioning error is introduced into the current target signal processing.Therefore,a new method called target position estimation based on best horizontal dilution of precision(HDOP)is used for achieving signal processing independence.This method uses some new algorithms include fast selection,location consistency judging and stations optimization to estimate the current target position.Simulation test and real airport data test results prove the feasibility and validity of this new method.In large airport surface,this method can increase the continuity and accuracy of positioning in MLAT system.

airport surface surveillance;MLAT system;fast selection;location consistency judging;station optimization

e was born in Tianjin,in 1983.She

the M.S. degree from University of Electronic Science and Technology of China in 2008.She is now an engineer.Her research concerns multilateration technology,information and communication security.

The National Natural Science Foundation of China and Civil Aviation Administration of China Jointly Funded Foundation Project(U1433129);The Civil Aviation Foundation of Innovation and Guidance(MHRD20130110)

TN967.5;V249.32

A

1001-893X(2015)12-1384-06

李 恒(1982—),女,四川成都人,2007年于電子科技大學(xué)獲碩士學(xué)位,現(xiàn)為工程師,主要研究方向?yàn)闄C(jī)場工程、空中交通管理;

10.3969/j.issn.1001-893x.2015.12.013

李恒,王偉,金立杰,等.場面多點(diǎn)定位信號處理獨(dú)立性的實(shí)現(xiàn)[J].電訊技術(shù),2015,55(12):1384-1389.[LI Heng,WANG Wei,JIN Lijie,et al. Implementation of Surface Multilateration Signal Processing Independence[J].Telecommunication Engineering,2015,55(12):1384-1389.]

2015-04-28;

2015-07-14 Received date:2015-04-28;Revised date:2015-07-14

國家自然科學(xué)基金與中國民用航空總局聯(lián)合資助項(xiàng)目(U1433129);民航創(chuàng)新引導(dǎo)資金項(xiàng)目(MHRD20130110)

**通訊作者:liheng100@163.com Corresponding author:liheng100@163.com

郭建華(1982—),男,湖北黃石人,2012年于電子科技大學(xué)獲博士學(xué)位,現(xiàn)為高級工程師,主要研究方向?yàn)闄C(jī)場工程、空中交通管理。

GUO Jianhua was born in Huangshi,Hubei Province,in 1982.He received the Ph.D.degree from University of Electronic Science and Technology of China in 2012.He is now a senior engineer.His research concerns airport engineering and air traffic management.