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前导脉冲信号到达时间(Time of Arrival,TOA)估计精确度直接影响定位系统的精度。为提高定位系统的定位精度,在研究匹配滤波器和差分匹配滤波器的基础上,重点研究了脉冲信号差分匹配滤波器输出均方根误差的大小及分布问题,从信噪比、采样频率、脉冲个数等方面对差分匹配器输出均方根误差对比评估,验证了前导四脉冲信号差分匹配滤波器TOA提取与估计的精确度。介绍了监视应答信号,重点说明了S模式脉冲信号组成,归纳总结了S模式前导脉冲报头的检测与识别方法,为脉冲信号TOA的精确提取与估计奠定了坚实的基础。同时模拟仿真了S模式信号,特别是将前导脉冲信号离散化,以便于后续实验使用。从单脉冲、多脉冲两个角度分析了前导脉冲信号匹配滤波器和差分匹配滤波器输出均方根误差大小及分布问题,对脉冲信的TOA提取与估计的精确度进行了评估。在匹配滤波器和差分匹配滤波器TOA提取与估计的原理上,提出前导四脉冲信号差分匹配滤波器TOA提取与估计算法,利用双脉冲和四脉冲信号通过差分匹配滤波器,提高前导脉冲信号TOA提取与估计的精度。分析理想脉冲信号差分匹配滤波器TOA提取与估计的精确度与采样频率的关系,讨论非理想脉冲信号之间的时间结构关系,对匹配滤波器和差分匹配滤波器的TOA提取与估计的精确度进行比较评估,验证差分匹配滤波器TOA提取与估计算法的有效性。从脉冲个数、信噪比、采样频率、复杂度、TOA提取与估计的位置分布状态等角度对差分匹配滤波器均方根误差进行对比评估得出,四脉冲信号差分匹配滤波器TOA提取与估计的精确度优于单脉冲信号。用天津机场终端区设置的广播式-自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)接收机接收到的实时数据和同等条件下的仿真数据均验证四脉冲信号差分匹配滤波器TOA提取与估计算法的精确度和稳定性。