单星多波束天线下基于压缩感知的多目标干扰定位

针对卫星干扰处理中的多目标定位问题,该文提出基于压缩感知的定位方法.该方法利用目标的空间稀疏性,以及多波束天线在不同信号源方向上的增益不同,仅需要测量接收信号强度便可实现多个干扰的位置识别.研究结果表明,定位性能与节点分布、目标个数、波束覆盖半径、判决门限有关.在给定参数及原对偶内点算法下,该方法可实现1～4个干扰源的空域定位,在信噪比为20 dB时定位精度达到7.7 km,优于经典的旋转干涉仪和空间谱估计测向方法.     

一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位算法

采用距离和信息的多基地雷达多目标投影定位算法中,距离向脉冲压缩后分辨率降低,需要已知空间中目标个数.针对此问题,提出了一种稀疏重建的多基地雷达多目标定位方法.该方法利用多个接收机中目标稀疏度相同的特点,通过构造平均重构残余误差变化率和平均散射系数变化率作为正交匹配追踪(OMP)算法迭代终止判定条件,自适应地终止OMP算法的同时获得稀疏重建信号以及信号稀疏度的估计值,提高了距离向分辨率,获得了对空间中目标个数的估计.仿真实验表明所提算法有效抑制了距离向主瓣展宽和旁瓣串扰,提高了距离向分辨率.同时,所提算法在不同噪声环境下能准确估计空间中目标个数并提取其空间位置,实现对空间中目标的准确定位.     

一种多基地雷达抗距离欺骗干扰技术

针对距离多假目标欺骗干扰下多基地雷达系统,提出一种基于同源定位检验的抗欺骗干扰技术。首先,各接收站对获取到的目标角度量测进行预处理,划分出同一方位向上目标并进行数据压缩,以此提高同一方向上目标角度量测精度;同时,利用发射站和接收站组成的双基地雷达系统进行目标定位;最后,将各站定位结果进行同源定位检验,并融合检验后结果。仿真结果表明:该方法能有效抑制距离多假目标欺骗干扰,并能对多目标进行精确定位。     

基于空间概率栅格的多传感器目标定位方法

多传感器联合定位中的核心问题是数据融合,本文对基于联合概率密度方法的数据融合进行了研究。首先证明在利用观测分布函数计算联合概率密度时,直角坐标系表示的每一个空间栅格点都对应有目标分布的概率密度值,进而形成了空间概率栅格。针对多目标检测问题,提出利用反函数法逐个检测目标的思想,避免了多目标的相互干扰,提高了算法的通用性。该方法不限传感器的种类或数量,在数据融合领域有广阔的应用空间。     

分布式MIMO雷达多目标定位

在多个目标的情况下,分布式MIMO雷达需要对不同观测通道中的参数进行配对来实现多目标定位,文中在已有的映像搜索配对法的基础上,提出了一种集中区域搜索配对法。在多目标分散情况下,该方法改善了映像搜索配对法搜索区域大,计算时间长等缺点,能够较快地定位目标。仿真结果表明,该方法在多目标分散,雷达截面闪烁的情况下能快速有效地对多目标进行定位。     

UWB MIMO生物雷达多静止人体目标成像方法研究

由于临近多静止人体目标之间存在较强的相互干扰,仅利用单通道生物雷达的距离像难以区分多个静止人体目标。为解决上述问题,该文利用超宽带多输入多输出（UWB MIMO）生物雷达获取多静止人体目标的2维高分辨图像,从空间上更好地分隔多静止人体目标,然后基于UWB MIMO图像的慢时间序列对人体生理信号进行增强,有效抑制人体目标间的相互干扰。实测数据结果证明该文所提方法能够获得相互靠近的多静止人体目标的高分辨图像,使后续的多静止人体目标高性能检测与定位成为可能。      

基于统计概率的接收机网络多目标定位

传统基于测距定位法应用于接收机网络多目标定位时需要解决数据关联问题,计算量大、效率低,而且可能出现解算不收敛等问题。基于成像策略的目标定位方法可以有效解决上述问题,然而在成像方法中,回波相参法相参性难以保证,定位精度低;幅度积累法旁瓣高,弱目标定位困难。针对上述问题,提出了一种新的基于统计概率的多目标定位方法。首先计算目标在空间中的存在概率密度函数,设置某一概率门限,滤除低概率值的数据以减小数据处理量,然后结合后向投影算法,将概率信息作为成像的积累值,计算目标相对不同接收机在空间中的联合概率密度函数,很好地改善了多目标中弱目标的定位性能。通过仿真,验证了该方法的有效性。     

一种基于红外被动探测的多目标定位方法研究

针对多目标红外被动探测定位技术应用的需要,提出了一种基于红外被动探测的多目标定位方法。研究了三站联合定位算法,解决了多目标情况下虚假目标干扰、数据匹配难度大的问题,开展了定位精度、虚假目标剔除效果数学仿真。仿真分析和实验表明,该方法能够有效剔除虚假目标,实现多目标红外被动探测定位功能,定位精度满足应用需要。     

利用多照射源的单站多目标无源定位

提出一种针对多目标的单站无源定位算法,综合利用多个外部照射信号,基于对信号多径时延的测量,在目标位置空间进行概率融合,将多目标定位问题转化为对一个目标函数的多峰寻优问题。该算法通过空间关联性实现参数自动配对,能依据单次观测数据对较大数量的散射体目标同时定位。     

一种多源导航信息融合定位方法

针对强电磁对抗环境下,多种无线电导航系统均可能受到干扰,其相应导航传感器无法获取本系统完整的测量信息而进行独立定位,从而导致单一导航设备无法有效定位的问题。 本文提出一种多源导航信息融合定位方法,利用获取的多种导航源的不完整的测量信息,通过对多导航系统的时差、伪距不一致的修正,实现了不同导航系统测量信息在时间和空间上的统一, 然后采用最小二乘方法进行多源伪距联合定位。最后,通过仿真试验,表明该方法提高了多源组合导航设备定位可用性和可靠性。     

基于空间位置概率的NGSO通信星座干扰仿真分析研究

针对非静止轨道（non-geostationary orbit, NGSO）通信星座系统与静止轨道（geostationary orbit, GSO）卫星系统同频干扰问题,建立了面向多波束NGSO通信星座系统的集总干扰分析模型,根据国际电联的相关建议和报告,提出了基于空间位置概率的双精度分析方法. 通过对NGSO参考卫星进行空间采样,得出干扰的统计分布规律. 以OneWeb和SINOSAT-5系统为仿真场景,评估了两系统间的干扰情况,并与国际通用工具对比验证了所提方法的正确性. 在此基础上探究了精细步长仿真准则和地球站位置对结果的影响. 结果表明,对于大规模NGSO通信星座系统,分隔角小于等于精细步长区域夹角的NGSO卫星数占比门限为20%时能够兼顾结果精度和计算效率,干扰分布趋势与GSO地球站纬度密切相关.     

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点,目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法,提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点,该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延,使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍,并随时间自适应动态调整转发时延,使得欺骗检测失效,进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。     

卫星干扰源精确定位的位置校正算法

卫星干扰源定位系统可以通过测量两颗卫星对干扰源形成的时差(DTO)和频差(DFO)来完成对未知干扰源的定位,但卫星的星历难以准确测定,其微小变化将引起定位结果的较大误差.针对这一问题,提出利用多个位置校正站来修正卫星星历以消除其对定位结果影响的算法,并通过理论推导证明了有四个或四个以上的位置校正站时,该算法可以消除卫星星历不准确对定位结果的影响.仿真结果表明,与未采用位置校正站的定位结果相比,该算法能获得优于一个数量级以上的定位精度改善.     

基于无人机辅助的高精度卫星干扰源定位

针对传统双星定位方法难以实现高精度卫星干扰源定位的问题,提出了一种利用无人机辅助获得高精度定位的方法。使用无人机在干扰源所在区域的上空接收干扰上行信号,地面接收站分别测量经过卫星和无人机转发的干扰下行信号,在不同的观测时刻移动无人机位置,构造多时差联合定位方程组,再利用非线性最小二乘算法计算得出干扰源位置。仿真结果表明该方法能显著的提高卫星干扰源的定位精度,是一种定位精度高、稳定性强的定位方法。      

粒子滤波的卫星电子信息舰船目标跟踪算法

针对电磁探测卫星的重访时间间隔长、且捕获得到目标信息的时间为随机,目标运动模型难于精确建立,数据杂波干扰强等问题,结合卫星电子信息给出的辐射源电磁特征,基于粒子滤波提出了一种稳健的海上舰船目标跟踪算法。首先,采用二阶自回归的状态转移模型确定候选量测的关联区域,从而减少杂波的干扰;然后选取与目标电磁特征相似的量测进行粒子滤波的状态更新,并通过重采样操作剔除权值较小的粒子以提高跟踪算法的精确性与稳健性。仿真与真实数据的实验结果表明,该方法在强杂波干扰下可以稳定跟踪卫星电子信息中的海上舰船目标并且具有较高的精确性与稳健性。      

星载多波束相控阵天线等通量覆盖设计

针对低轨卫星码分多址通信体制,为了克服卫星波束大角度扫描带来的远近效应和波束间干扰,提出了等通量覆盖和波束间频率复用方案。针对低轨卫星环境建立合理的天线波束扫描的数学模型,结合子阵分割理论,采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合;通过对多波束相控阵发射天线的唯相综合结果分析表明:天线等通量覆盖、旁瓣、波束指向等指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。     

阵列式振动传感器环境干扰消除方法研究

为了克服复杂环境下单振动传感器误报率高的问题,采用了传感器阵列的定位(定区域)技术消除环境干扰的方法。首先首次提出了传感器阵列的最佳分布模型和传感器阵列消除环境干扰的算法模型,然后给出了目标定位(定区域)的具体算法,最后将传感器阵列定位(定区域)方法与单传感器方法进行实验对比。实验结果表明:本方法消除环境干扰效果好,目标定位(定区域)的精度高、检测率高。     

基于盲源分离的自适应抗干扰算法研究

在卫星导航系统遇到的干扰中,一般分为压制式干扰和转发式干扰。压制式干扰远大于卫星信号,采用功率倒置算法就可以形成所需的零陷;转发式干扰的信号强度可以与卫星信号相比拟,要在干扰位置处形成零陷存在一系列困难。在干扰信号与有用信号相比拟的情况下,提出将快速独立分量分析算法(fast independent component analysis,FastICA)结合自适应抗干扰算法对干扰进行抑制,自适应算法采用波达方向估计(DOA)算法及基于DOA的波束形成算法,该方法能在干扰与有用信号比拟的情况下,对干扰进行有效抑制,计算机仿真结果也证明了该方法的有效性。为导航系统中有效抑制弱干扰提供了一种新思路。     

基于CS-C-SVM的多参数GNSS欺骗干扰检测

欺骗通过传输虚假的全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）信号使接收机解算出错误的位置、速度和时间,具有很大的危害性,因此检测到欺骗干扰是十分必要的。传统的利用单一参数检测欺骗干扰的方法存在一定的局限性,然而欺骗过程会引起一系列参数的变化,本文提出综合利用多个参数的检测方法,即将多个参数作为C-支持向量机（C-support vector machine, C-SVM）的特征输入并构建用于检测欺骗干扰的分类器。考虑到使用传统网格搜索（grid search, GS）优化后的C-SVM算法（GS-C-SVM）容易陷入局部最优继而降低分类器的性能,文中提出利用布谷鸟搜索（cuckoo search, CS）算法优化C-SVM（CS-C-SVM）,仿真实验结果表明该方法可以进一步提高分类准确率并降低虚警率。      

Mapping spatial distribution of comm-satellite's beam based on ground omni-antennas

The current satellite communications (SatComs) systems are composed of a large number of satellites, beams and terrestrial devices. Due to their multinode dynamic nature, the usage of frequency resources is variable, complex and difficult to characterize. In particular, with the development of satellite-borne phased array antenna technology, SatCom beams carrying different frequencies are directionally and dynamically distributed in global scale. Mapping and locating the spatial beam distributions of communication satellite (comm-satellite) are the bases of intersystem cofrequency interference mitigation and spatial frequency reuse. In this paper, we design a data selection–multiparameter fitting iteration (DS-MFI) algorithm on the basis of ground-based omnidirectional antennas. The proposed approach can effectively map the spatial distribution of comm-satellite's beam, including satellite transmitter position, equal-gain off-axis angle, and beam pointing in azimuth and elevation. Simulation results verify the effectiveness of the proposed approach for satellites with fixed or steerable beams at different altitudes. Furthermore, the results become increasingly accurate as the dense of ground omni-antenna increases.