基于TDOA原理的地面定位系统中HDOP的研究
一、引言
随着无线移动通信技术的发展，用户对移动定位系统的需求也越来越高。基于到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）定位已经被证明是一种可靠、定位精度高、实现简单的定位方法，在以GPS为代表的众多卫星定位系统中得到了应用。同时，与卫星定位系统相比，由地面站组成的地面定位系统有着搭建简单、成本低的优点，在某些场合更加适合应用。
无论是设计者还是用户，对于一个定位系统最关心的参数无疑是它的定位精度。在基于TDOA原理的地面定位系统中，定位精度不仅与伪距的测量精度有关，还与基站的几何布局有关。几何布局和水平精度因子（Horizion Dilution of Precision,HDOP）就是反映基站的几何布局与定位精度之间关系的量。在伪距测量精度相同的条件下，待定位位置的HDOP值越小，得到的定位精度就越高。所以合理安排基站布局，减小定位区域内的HDOP值，是地面定位系统设计中关键的一环。
基于此，本文首先介绍基于TDOA原理的地面定位系统中HDOP的计算方法，然后分析N个基站定位时HDOP的极值。最后针对基站数目不同、排列规则不同的多种布局方案进行了仿真，得到了HDOP的分布图，并提出一种实际工程中可以应用的基站布局方案。
二、HDOP的引出
在基于TDOA原理的定位算法中，计算用户的位置最终归结于求解由N个伪距方程组成的非线性方程组［1］：
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