基于低轨道的定位 fundamentals
信号处理
2024-09-05 v2
摘要
本文通过分析在不同传输时间槽中接收到的来自多个低轨道 (LEO) 信号在多天线接收机中的可用信息，来推导低轨道启用定位的基本极限，并评估这些信号用于 D 定位（D 位置、D 方向和 D 速度估计）的效用。我们首先推导了来自同一或多个星座中多个LEO在多个传输时间槽接收信号中存在的信道参数的费雪信息矩阵 (FIM)。为此，我们定义了一个系统模型，包含i) 由于相对廉价时钟导致的LEO之间的时间偏移，ii) LEO之间的频率偏移，iii) 由高速移动LEO引起的未知多普勒速率，以及iv) 来自特定LEO的多个传输时间槽。我们将信道参数的FIM转换为位置参数的FIM，并确定实现定位所需的条件。为此，我们首先从 D 定位案例开始：i) 已知速度和方向的 D 定位，ii) 已知位置和速度的 D 方向估计，iii) 已知位置和方向的 D 速度估计。随后，我们以 D 定位的FIM为基础，推导完整的 D 定位情形（D 位置、D 方向和 D 速度估计）。使用这些结果，我们确定允许不同定位精度水平所需的LEO数量、 operating frequency、传输时间槽数量和接收天线数量。
引用
@article{arxiv.2408.16710,
title = {Fundamentals of LEO Based Localization},
author = {Don-Roberts Emenonye and Harpreet S. Dhillon and R. Michael Buehrer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16710},
year = {2024}
}