Doppler 移位定位方法综合综述:进展、局限与研究机会
信号处理
2026-04-17 v1
摘要
在 Global Navigation Satellite Systems(GNSS)不可用或性能下降的环境中,对非合作性发射器的可靠定位是 5G/6G 系统中实现频谱监管、应急响应、自动驾驶以及集成感知与通信(ISAC)服务的关键使能技术。 Doppler 基于技术——从单接收器信号 Doppler 频率(SDF)固定,通过多节点频率到达差(FDOA)和直接位置确定(DPD),到导数增强和学习辅助的混合方法——利用径向速度引起的频率位移作为被动、高分辨率定位线索,可通过廉价的软件定义无线电、毫米波接入点或声学传感器实现。 本综述汇集了近十年来在无线、声学和卫星领域的研究。 它引入统一的分类框架,将该领域划分为五个技术家族,概述了其演化、测量模型和估计器原型。 随后在现实受扰动(如振荡器漂移、多径和异步时钟)影响下,比较了代数、贝叶斯、凸和神经推断框架,突出显示了导数 Doppler 指标在最小硬件成本下紧缩 Cramer-Rao 下界的条件。 探讨了特定环境的部署,从城市峡谷和 GNSS 禁区隧道到 underwater、雷达、UAV 集群和多轨道卫星场景,原型精度可达米级尺度,采用小型、轻量和低功耗的有效载荷。 最终,本综述梳理了面向移动和战术操作的设计建议,并确定了在频率参考完整性、多径感知建模、边缘受限计算和轨迹感知 sensing 等方面的开放研究挑战。
引用
@article{arxiv.2604.14413,
title = {Comprehensive Review of Doppler Shift Localization Methods: Advances, Limitations, and Research Opportunities},
author = {Rafal Szczepanik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14413},
year = {2026}
}
备注
27 pages, 1 table. TransNav: International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation (2026)