TDOA 定位技术和实际应用简介

放数据显示干扰源的发射状态。同时，这些数据也能用于今后的算法研究、干扰排查的典型案例。

在实验过程中，为了测试TDOA 的性能，本文选择了4 个不同位置的信号源进行测量。表1 是信号源和监测站之间的相对位置情况。表2 所示为实际测试信号的到达时间差。

表1 信号源和监测站之间的相对位置（单位：米）

表2 实际测试信号的到达时间差（单位：µs）

通过换算，得到信号源到不同监测站的距离差，并且将这个差值用双曲线标记在地图上，可以得到测试结果（见图3）。

图3 实验测试的结果

表3 所示为测试结果与实际台站距离的误差情况。

表3 测试结果与实际台站距离的误差（单位：米）

测试结果表明，最小定位误差在18 米，最大的定位误差在220 米，匹配并且超过A 级测向站的定位水平，说明TDOA 是一种非常有效的定位方法。

4、TDOA 测试结果讨论
进一步分析不同位置的信号源的测试结果，可以看到当信号源落在监测站所组成的三角形内部时，定位的准确度最高，越靠三角形边沿的位置，误差越大。这一点可以从双曲线曲率变化来解释。图4 中，蓝色点是监测站的位置，双曲线以等间隔组成坐标网格。黄色区域由相邻一格双曲线组成，对于三角形边沿区域，相同的网格围成的区域越大，测量的误差也越大。修正这一问题的办法是增加更多的监测站，通过初步定位选择最合适的3 个站进行定位。这样可以提高信号定位的准确度。

此外，针对TDOA 定位方式的特点，时间测量的精度十分重要，而影响测量的主要因素包括GPS 授时准确度和信号采样误差。本案例中采用了高性能的GPS，其标称误差仅为15ns，但是考虑到多个站点的GPS 信号误差，在实际测量中两个监测站GPS 的抖动小于20ns，不影响系统的整体指标。

图4 TDOA 双曲线示意图

而采样率则提供了信号分析的最小时间单位，如果采样率太低，则时间分辨率不够高，从而影响系统测量精度。在本实验中采用的高速数字化仪，最高采样率达到150Mb/s，时间分辨率在6.7ns，能够充分满足系统要求。

5、TDOA 定位小结
综上所述，TDOA 定位是一个稳定可靠的基于网络化的定位方式。美国国家仪器公司提出的基于模块化仪器系统所搭建的频谱监测接收机，可以提供具有高带宽、低本底噪声的高性能接收机模块以及高精确性的时钟模块，是实现TDOA 定位系统的理想平台。模块化的结构可以最大限度地利用现有的检测设备资源，适合新型无线电信号的定位与检测。

参考文献：
[1] 朱庆厚. 到达时间差(TDOA) 测向定位研究. 电视技术，第47 卷第1 期，2007 年2 月
[2] Spectrum Monitoring Handbook, Edition 2011