首页|期刊导航|西安电子科技大学学报(自然科学版)|5G-A单无人机AOA/FOA非合作卫星终端定位

5G-A单无人机AOA/FOA非合作卫星终端定位OA

AOA/FOA localization of non-cooperative satellite terminals based on 5G-A single-UAV systems

中文摘要英文摘要

为降低非合作卫星通信的危害,必须对非合作卫星终端(NCST)进行精准定位与管控.当前一种可行的低成本方案是采用5G-A单架无人机作为移动测量节点,通过测量NCST波束信号参数,基于到达角(AOA)进行定位.然而,实际NCST采用指向性波束与卫星进行通信,无人机可测量的空间范围严重受限,导致单一的AOA定位方法在"定位距离远"与"定位几何劣化"的双重约束下定位精度不足,难以满足实际管控需求.针对上述问题,研究融合AOA与到达频率(FOA),并考虑无人机位置和速度误差对定位系统的影响,提出一种基于增广变换的融合AOA和FOA的定位闭式求解算法(CFA-AT).该算法通过增广变换实现对定位参数误差的鲁棒性建模和闭式求解,从而在保持计算效率的同时提升定位精度与系统稳定性.仿真结果表明,在AOA高测量噪声水平σAOA=5.73°下,CFA-AT相较于现有AOA定位算法,定位误差平均降低46.3 m,性能提升约17.7%.

To mitigate the threats posed by non-cooperative satellite communications,precise localization and regulatory control of Non-Cooperative Satellite Terminals(NCSTs)are imperative.A cost-effective approach involves deploying a single 5G-A-enabled unmanned aerial vehicle(UAV)as a mobile sensing node to determine NCST positions using Angle of Arrival(AOA)measurements of the NCST beam signals.However,the inherent directionality of NCST-satellite communications severely restricts the spatial coverage accessible to UAV-based measurements.Consequently,facing the dual constraints of extended operational ranges and limited geometric observability,standalone AOA localization methods struggle to deliver the accuracy required for practical regulatory actions.This paper proposes a Closed-form AOA/FOA Fusion positioning Algorithm based on Augmented Transformation(CFA-AT)to address these limitations,which integrates AOA and Frequency of Arrival(FOA)measurements while explicitly modeling UAV position and velocity errors in the localization system.Through augmented transformation,the algorithm enables robust error modeling of positioning parameters and provides closed-form solutions,significantly improving positioning accuracy and system stability without compromising computational efficiency.Simulation results demonstrate that under high AOA measurement noise conditions(σAOA=5.73°),the CFA-AT achieves a 17.7%performance improvement by reducing the positioning errors by 46.3 m compared to existing AOA-only algorithms.

伍杰;周一青;刘玲;时宁哲;孙茜;田霖;刘笑雨

处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190处理器芯片全国重点实验室 中国科学院计算技术研究所,北京 100190||中国科学院计算技术研究所无线通信技术研究中心,北京 100190||中国科学院大学,北京 100190||移动计算与新型终端北京市重点实验室,北京 100190中国信息通信研究院,北京 100191

自科综合

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《西安电子科技大学学报(自然科学版)》 2026 (2)

74-90,17

移动信息网络国家科技重大专项资助(2024ZD1300300)中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-035)国家自然基金重大项目(62595744)

10.19665/j.issn1001-2400.20260408

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