基于空间栅格梯度的到达时差快速迭代定位方法研究

来源：电子与信息学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：王杰, 吴凌昊, 卜祥玺, 李航, 梁兴东

单位：1.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 2100442.中国科学院空天信息创新研究院 北京 1001903.中国科学院大学 北京 100049

摘要：在无人机应用、空中旅游、应急救援等新兴业务驱动下，到达时差(TDOA)定位技术不断发展，逐渐成为低空智能网联的关键技术之一。但现有解析类迭代定位算法计算量过高，难以满足低延迟实时定位需求。因此，该文提出基于空间栅格梯度的TDOA快速迭代定位方法。在定位前，首先进行预处理，包括构建空间栅格、根据已建立的空间栅格计算栅格间的TDOA梯度，并基于这些梯度构建栅格迭代矩阵。在定位过程中，根据定位初值调用迭代矩阵，计算并补偿定位初值相对于目标位置的偏差，从而避免传统迭代定位的大量计算，显著降低计算时间。该文借鉴空间栅格化思路，进一步挖掘利用了栅格间的内在梯度关系，从而将栅格化框架融入到迭代补偿模型，克服了栅格宽度对经典栅格化算法的性能制约，提升了迭代定位时效性。依据仿真和实测数据可知，所提算法在保证定位精度的同时，相比传统迭代定位算法节省了76%以上的计算时间，满足低空智能网络的实时定位需求。

关键词：无源定位, 到达时差, 空间栅格化, 梯度, 低空智能网联

基金资助：国家自然科学基金(62171229)