摘 要： 多被动传感器测向交叉定位精度与传感器之间协同信息的传输距离（基线长度）直接相关。被动传感器实施测向交叉定位时的基线长度较短将导致定位精度不高，无法满足武器打击的目指精度要求。针对此问题，提出了基于北斗短报文的测向交叉定位协同信息远程传输方案，并对其技术可行性和实现方法进行了研究。该方案能够极大地延长基线长度，显著提高多被动传感器的测向交叉定位精度。
关键字： 北斗短报文； 测向交叉定位； 通信协议； 差错控制
中图分类号： TN957.52?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）13?0013?04
Study on method of cooperative information remote transmission
for bearing?only location
PANG Hai?bin1， CHEN Qi?shui2， LIU Dong?li1
（1. Dalian Naval Academy， Dalian 116018， China； 2. The 702 Factory of Navy， Shanghai 200434， China）
Abstract： Positioning accuracy of the bearing?only location system with multiple passive sensors is closely related to the transmission distance （baseline length） of cooperative information between the passive sensors. If the baseline length of the bearing?only location system with multiple passive sensors is short， the positioning accuracy will be too low to meet the requirement of the target indication accuracy for weapon attacking. The cooperative information remote transmission scheme based on the Beidou short?message communication isproposed to solve this problem. Its technical feasibility and implementation method is researched. The scheme can greatly increase the baseline length， and significantly improve the positioning accuracy for the bearing?only location system with multiple passive sensors.
Keywords： Beidou short message； bearing?only location； communication protocol； error control
0 引 言
被动探测由于具有隐蔽性好、探测距离远、目标识别和抗干扰能力强的特点，能够大大增强水面舰艇在现代海战场复杂电磁环境中的生存力[1?2]。被动测向交叉定位是较为常用的一种协同定位方法。研究发现被动传感器的协同距离，也就是基线长度越长，测向交叉定位的精度越高[3?4]。基线长度主要取决于被动传感器之间的通信作用距离。目前水面舰艇测向交叉定位所采用的微波协同定位信息传输手段作用距离较近，导致协同定位精度偏低，满足不了武器打击的目指精度要求。因此，迫切需要一种远程数据传输手段用于舰载被动传感器的测向交叉定位协同信息交换。
2012年12月北斗二代卫星导航系统正式开通，其服务区域覆盖了我国全境、西太平洋及南海广大海域。北斗系统所独有的短报文通信功能可以实现用户与用户、用户与地面控制中心之间的双向报文通信，作用距离能够跨越北斗系统的整个服务区域。同时，北斗短报文通信作为一种可靠的远程数据传输手段，目前在通信领域已经得到了广泛的应用[5?8]。
为此，本文提出利用北斗短报文远程通信手段增加基线长度，提高协同定位精度的舰载被动传感器测向交叉定位方案。本文在简单介绍测向交叉定位工作原理的基础上，依据北斗短报文通信的技术指标对方案进行可行性分析；然后从系统设计、工作流程、通信协议和差错控制四个方面对方案进行详细阐述。
1 测向交叉定位工作原理
测向交叉定位工作原理如图1所示。
由图1可以看出，测向交叉定位主要分为以下三个阶段：
图1 测向交叉定位工作原理
（1） 建立通信
发起方发送建立通信申请报文，其主要内容为发起方通信地址、时间信息和发起方位置信息。协同方接收后结合自己位置解算发起方方位距离，并准备发回响应报文。协同方发送建立通信响应报文，其内容包括时间信息和协同方位置信息，发起方接收后结合自己位置解算协同方方位距离，并确认双方通信建立完毕。
（2） 确定定位目标
发起方发送协同定位申请报文，其中包含了时间信息、发起方位置信息、协同探测目标批号、目标辐射源载频、脉宽、重复频率信息，协同方接收后确认协同定位目标，准备开始协同定位。
（3） 解算目标位置
现有文献介绍比较多的测向交叉定位方法是先计算出定位误差的非线性最小二乘估计初始值，再利用迭代法得到目标位置的最优估计[9?10]。因此，协同方需发送协同定位报文，将时间信息、协同探测目标批号、目标方位、协同方位置信息提供给发起方。发起方接收后解算出定位误差最小二乘估计的初始值，并返回一个包含已完成迭代运算次数的响应报文，初始值设为0。协同方根据响应报文继续向发起方发送目标方位信息直到迭代运算次数满足要求后停止发送协同定位报文，协同定位结束。
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