多信号数字测向算法研究

对双基线系统余数定理解模糊原理作了分析，提出了虚拟阵元概念，清晰地解释了基线长度之比为互质数之比的多基线系统的相位解模糊能力。本文提出了数字鉴相算法，对特殊调制信号通过相应的非线性变换，变成常规信号再进行鉴相，在较低信噪比条件下，仍有较高精度。对频域上分开的多个同时到达信号提出了相应的测向方法，仿真结果表明本方法是有效的。     

五通道相位干涉仪测向算法及其在TMS320C6711上的实现

对实施被动无源测向定位的主要工具之一的相位干涉仪进行了较为详细和系统的研究,给出了一维相位干涉仪的基本关系式,分析了五通道相位干涉仪测向定位算法及其性能指标,对解相位模糊问题进行了探讨。最后,在高速浮点数字信号处理器TMS320C6711系统上实现了五通道相位干涉仪测向定位算法,达到了性能指标及实时实现。     

改进相关干涉仪算法在DOA估计中的应用

相关干涉仪算法（Correlation Interferometer Algorithm,CIA）是波达方位（Direction Of Arrival,DOA）估计中常用的算法,但是阵列的长短基线导致了该算法在测向中存在基线镜像对称和相位模糊问题.针对以上问题,本文提出了一种基于象限分类的改进相关干涉仪算法.首先,将信号到达各阵元的时间差转化为相位差,同时将得到的相位差与360°作比,记录得到的整数和余数.然后对余数进行象限分类,之后用传统的相关干涉仪算法求解得到信号的初始估计值,最后根据逆运算求解信号的最终估计值.实验仿真表明,该算法不仅解决了基线镜像对称和相位模糊问题,而且提高了信号估计的精度,降低了计算复杂度,提高了测向的实时性.因此在波达方位估计上具有很高的参考价值.     

基于线性调频信号的多频测距算法

分析了基于线性调频信号多频测距时出现的二次相位问题,提出了利用测速系统速度信息进行相位消除的方法.对于测距中出现的模糊问题,利用了中国余数定理(孙子定理)来解决.与传统算法相比,该算法具有简单、实现方便、测距精度高等特点.给出了仿真结果,表明该算法具有较高的测距精度.     

基于角度信息的递推最小二乘无源定位算法

针对机载单站无源定位的定位精度和实时性等问题,提出了一种基于角度信息的递推最小二乘(RLS)无源定位算法;首先建立了机载单站三维无源定位模型,求出最小二乘(LS)解;然后依据机载单站无源定位的实时性要求将最小二乘估计转化为递推最小二乘估计的形式;最后通过不同的仿真实验研究了影响定位精度和收敛速度的因素;仿真结果表明:RLS算法与LS算法在定位精度和收敛速度方面性能相似,但RLS算法运算复杂度低,所需存储空间小,能够实时的对目标进行定位,满足机载单站无源定位的需求。     

基于到达时差测向法的目标角度测量技术研究

介绍了单基线到达时间差测向的基本原理,根据原理推导出单基线时间差测向技术的相关公式,根据公式分析了时间差测向系统相位误差产生的原因,从测向原理出发阐述了基线长度等因素对测向精度的影响,并且比较了多种测向方法.介绍了短基线时间差测向方法的优点.由于在地面应用时,短基线时差测向设备的基线长度基本不受限制,测向精度高,因而对目标的定位精度也能达到较高水平.与干涉仪方法进行了比较,为后续测试定位无人机的实验提供了理论基础.     

一种长基线组合二维角测向方法

针对长基线相位干涉仪测量无线电辐射源来波方位和仰角可能出现的方向模糊问题,提出了一种正交长基线匹配解测向模糊的方法,并基于正确消除相位差模糊的充要条件建立了该方法正确解测向模糊的概率模型,推导了正确解测向模糊概率的解析表达式。根据工程中常用的并行接收和时分接收处理方式建立了两种相位差测量误差模型,分别给出了该方法在这两种误差模型下正确解测向模糊的概率和测向误差公式,计算机仿真试验验证了其正确性。理论分析和仿真试验表明,该测向方法具有较高的正确解测向模糊概率和测向精度,并且采用不同的接收处理方式对正确解测向模糊的概率和测向精度影响较大。     

基于GPS技术的短基线快速定向方法及实现

研究GPS载波相位差分技术的短基线定向问题,即接收信号中存在噪声和多路径问题从而产生相位测量误差,并针对现有整周模糊度解算算法运算量大,初始化时间长,提出建立GPS卫星差分观测方程与基线几何关系间的基本模型,结合GPS载波相位技术定向原理,将基本模型在短基线定向框架中进行讨论,在充分利用其几何关系约束并结合最小二乘整周模糊度搜索算法,给出了使用单历元数据进行短基线定向的主从卫星选择依据与输出定向值的具体操作步骤.规避了载波相位周跳,解决了以往方法中需要长时间初始化的问题.通过静态实验结果表明,改进方法快速、有效,达到定向精度要求,为GPS高精度定向设计提供可行的方案.     

一种中长基线网络RTK模糊度快速解算方法

提出一种适合中长基线GPS网络差分的模糊度解算方法.根据网络差分站间整周模糊度只用于基线解算而不用于定位的特点,将伪距观测值应用于常规宽巷组合,形成一种新的抗差性强、无大气传播误差的GPS组合观测值;采用站星双差方法计算模糊度浮点解并建立法方程,利用高度角与大气误差的关系构造权阵,通过LAMBDA方法进行固定解搜索,实现模糊度快速解算.对三个参考站同步观测数据的实际测试结果表明:该方法网络模糊度解算时间小于200 s,基线长超过60 km.并满足闭合性原则.     

一种载波相位动态相对定位精度验证方法

针对动态条件下用户较难验证其接收机载波相位相对定位精度的问题,提出了一种载波相位动态相对定位精度验证方法,即用两个移动站之间的解算基线长度与真实基线长度的差值来间接反映载波相位动态相对定位的精度.仿真结果表明该验证方法有效可行且有效性在94％以上,静态实验结果进一步表明了该方法的有效性,跑车实验验证了载波相位动态相对定位精度为厘米级.     

多站时差无源定位传感器网络优化

在可移动无源传感器网络中,观测器与目标的相对几何关系对定位精度有重要影响。为提高对运动目标的定位跟踪精度,提出一种基于时差无源定位几何稀释精度的移动平台实时布站方法。首先推导出二维时差无源定位方法下的带有基线长度和基线偏角的GDOP表达式,将其作为目标优化函数,使用加权离散搜索优化算法求解网内各观测器每一时刻的最佳观测位置,并在此最佳位置对目标进行量测,完成目标运动分析。该方法通估计和优化相结合实现移动平台无源传感器网络的实时优化部署,仿真证明该算法一定程度上解决了时差无源定位算法的定位模糊问题,提高了对运动目标的跟踪精度。     

.基于多级神经网络的被动声定位算法研究*

为了解决精确数学模型难以建立且求解位置方程时的非线性问题和多阵列数据融合问题,提出基于多级神经网络的被动声定位算法。该算法通过第一级RBF神经网络对声源进行初次定位,并剔除无效数据;再将有效数据输入第二级RBF神经网络,得到置信度更高的声源坐标。仿真结果表明,基于多级神经网络的被动声定位算法定位精度高、速度快,鲁棒性好,其定位性能优于单RBF神经网络和常规算法,甚至在个别传感器失效时,仍然能够取得较好的定位效果。     

Robot Localization Using the Phase of Passive UHF-RFID Signals Under Uncertain Tag Coordinates

An indoor global localization problem for a mobile robot based on Radio Frequency IDentification (RFID) is considered. The localization system consists of a reader installed on the robot which measures the phase of UHF-RFID signals coming from a set of passive tags deployed on the ceiling of the environment. Assuming only an approximate information is available at the beginning on the position of the tags, this paper presents an algorithm, based on a Multi-Hypothesis Extended Kalman Filter, which improves the initial estimate on the tag coordinates while simultaneously localizing the robot. Simulative and experimental results are reported to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

中国剩余定理在密码学中的应用研究

中国剩余定理是我国古代数学家为世界数学发展做出的巨大贡献,其数学思想在近代数学、现代密码学以及日常生活中都有着广泛的应用和影响。文中主要讨论了中国剩余定理在密码学方面的应用,包括基于中国剩余定理的RSA改进算法,并对算法的效率进行了分析比较。介绍了一种改进的秘密分割门限方案,一种基于中国剩余定理的群签名方案,中国剩余定理在数字指纹中的应用,以及一个基于中国剩余定理的叛逆追踪方案。     

基于低成本接收机的双天线测姿算法

针对低成本接收机双天线测姿系统利用直接法解算精度较低且存在系统粗差的问题，提出一种基于载波和伪距双差实时动态定位（RTK）卡尔曼滤波算法。首先，引入基线长度作为观测量，并将事先测量得到的精确基线长度作为观测量误差；然后，根据从天线接收机的历元时间间隔对主天线位置进行实时矫正，而周整模糊度采用改进LABMDA算法求解。在静态和动态情况下进行了测试，结果表明，在基线长度为1.1 m、采用GPS和北斗双系统进行观测的情况下，所提算法解算出的航向角精度在1°左右，俯仰角精度在2°~3°。相比传统的双天线直接法测姿，该算法在系统抗差性能和精度上都较优。     

Structural total least squares algorithm for locating multiple disjoint sources based on AOA/TOA/FOA in the presence of system error

Single-station passive localization technology avoids the complex time synchronization and information exchange between multiple observatories, and is increasingly important in electronic warfare. Based on a single moving station localization system, a new method with high localization precision and numerical stability is proposed when the measurements from multiple disjoint sources are subject to the same station position and velocity displacement. According to the available measurements including the angle-of-arrival (AOA), time-of-arrival (TOA), and frequency-of-arrival (FOA), the corresponding pseudo linear equations are deduced. Based on this, a structural total least squares (STLS) optimization model is developed and the inverse iteration algorithm is used to obtain the stationary target location. The localization performance of the STLS localization algorithm is derived, and it is strictly proved that the theoretical performance of the STLS method is consistent with that of the constrained total least squares method under first-order error analysis, both of which can achieve the Cramér-Rao lower bound accuracy. Simulation results show the validity of the theoretical derivation and superiority of the new algorithm.     

基于协同噪声干扰的机载雷达射频隐身性能优化算法

随着现代战场中无源探测系统能力的不断提升,机载雷达的生存环境受到日益严峻的威胁和挑战。针对当今电子战中对射频（RF）隐身技术的需求,提出了一种基于协同噪声干扰的机载雷达射频隐身性能优化算法。本文首先以电子对抗中的功率准则为基础,研究了协同噪声干扰对机载雷达射频隐身性能的影响;然后建立了雷达信号截获概率模型,并提出了一种基于协同噪声干扰的机载雷达射频隐身性能优化算法,通过自适应地调整机载雷达的发射功率和协同干扰机的噪声干扰信号功率,在满足系统资源和性能要求的前提下,最小化截获概率;最后通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于移动长基线的多AUV 协同导航

基于扩展卡尔曼滤波（EKF）理论研究了多AUV 协同导航定位的移动长基线算法．移动长基线多AUV 协同导航结构中,主AUV 内部装备高精度导航设备,从AUV 内部装备低精度导航设备,外部均装备水声装置测量 相对位置关系,利用移动长基线算法融合内部和外部传感器信息,实时获取从AUV 的位置信息．建立了协同导航 系统数学模型,设计了EKF 协同导航算法,在各种测试情况下通过仿真验证了所推导的分析结果,对EKF 和几何 解方程算法的导航效果进行了比较．研究结果表明,以主AUV 作为移动的长基线节点时,通过EKF 算法可以显著 提高群体的导航定位精度．