三点法被动定位误差分析及修正

三点定位法是被动测距的经典方法,但在短基线阵条件下,实际测量的结果往往不理想。为了分析各种误差对测距的影响并提高测距精度,通过理论分析和计算机仿真研究了相同假设条件下基阵孔径、目标方位、安装误差和平台摇摆对三点法测距精度的影响,并讨论了后两者产生误差的补偿和修正方法。研究结果表明:在时延估计精度不变时,基阵的有效孔径与测距精度成反比的关系;欲将30°≤θ≤150°扇面测距误差控制在10%以下,要求时延测量精度控制在微秒量级;中心阵元安装误差对不同方向目标测距精度的影响亦不相同。误差的补偿和修正方法能提高三点法被动定位的测距精度。     

舰艇声纳多阵联合被动测距技术研究

为提高舰艇平台对目标的被动测距能力,研究了基于一体化声纳系统的多阵联合被动测距信号处理框架,提出了双基阵联合被动测距方法,包括基于声场干涉条纹的被动测距方法和几何被动测距方法。比较了两种方法的测距精度。在此基础上,重点对基于声场干涉条纹的被动测距方法的测距精度作了仿真研究,分析了目标方位估计误差、目标航向角和阵间距对测距精度的影响,并考虑了双基阵数据质量的差别。仿真结果表明,基于声场干涉条纹的双阵被动测距方法稳健性好,并有较高的测距精度,在仿真条件下测距精度均不大于10%.     

基于小平台的水下目标被动探测技术

小平台被动探测水下目标在海洋监测及军事领域具有广阔的应用背景。为克服小平台对探测阵列孔径的限制,解决基于小平台的水下目标探测、方位估计、测深、测距等问题,分别给出了多信道探测、圆阵探测、复合声探测等适于小平台应用的水下目标探测方法。介绍了各方法的基本原理,并给出了部分湖海试验结果。研究表明:所提方法原理可行,应用于小平台被动探测水下目标有效,具有一定的工程应用价值。     

五元十字阵被动声定位算法及其性能研究

四元十字阵的测向和测距精度受目标方位角的影响，而五元十字阵就可以克服这一缺点。文中研究了基于五元十字阵的低空目标被动声定位算法及其性能。分别就目标测向和测距的精度进行了理论分析和计算．讨论了阵列尺寸和时延估计等诸因素对五元十字阵定位性能的影响。对空中运动目标被动声定位的实际工程应用有重要的参考意义。     

基于尺寸效应在线补偿的旋转捷联惯性导航系统初始对准

在旋转捷联惯性导航初始对准过程中,尺寸效应带来的加速度测量误差影响对准精度,为此提出一种基于尺寸效应在线估计与补偿的旋转调制初始对准方法。建立旋转调制初始对准的最优估计模型,并阐述旋转调制对初始对准的误差抑制机理;分析尺寸效应对加速度计输出的影响规律,推导出尺寸效应误差数学模型,将内杆臂长度参数扩展至初始对准状态空间,在初始对准最优估计过程中估计出内杆臂长度,同时在滤波模型中补偿尺寸效应误差。对旋转捷联惯性导航系统进行了实验,结果表明,内杆臂长度得到在线估计,通过尺寸效应补偿提高了旋转调制初始对准精度。     

基于伪随机码的微波着陆系统自适应测距方法

针对微波着陆系统(MLS)测距与测角功能分别独立工作带来的高复杂度、低机动性的问题,提出了基于伪随机码的自适应测距方法。该方法首先利用测距信号过采样后的欠采样值通过多周期伪码的并行频率搜索完成伪码捕获、多普勒频移精确估计和数据字提取,实现自适应测距;然后通过确定过采样值翻转点实现伪码跟踪,减小测距误差。仿真分析表明伪随机码可以被快速、准确地捕获跟踪,从而验证了方法的可行性。     

小行星探测器着陆姿态雷达测量方法研究

基于雷达测量的相对距离和相对速度信息,文章提出了一种小行星探测器着陆姿态测量算法。探测器着陆时,采用雷达测距信息获取姿态。行星表面起伏较大时,测距获得的姿态误差较大,可以采用雷达测速信息获取姿态。使用距离和速度信息联合测姿可以确保探测器垂直、安全降落小行星表面。仿真结果表明,提出的姿态估计算法有效、运算复杂度低、性能满足实际应用的要求。     

防空兵被动测距方法研究

防空兵双活动平台被动测距方法采用带码盘和CCD的结合,依据“双站交会”原理完成距离计算,利用软件系统对单帧视频数据中的弹、目距离进行准确求取。从其误差曲线对比可知,对各型测距模型运用中,保持光学视场轴中心与目标之间方位、高低夹角在π／4时,系统精度最高。从各种测距模型曲线绘制图显示可知,基线测量精度对系统影响较小,测角误差才是系统测距误差的主要误差源。     

干涉仪被动测距数据的时间修正

本文结合１５４干涉仪的测距体制和原理，阐述了两套干涉仪联用测量时测距原理及被动干涉仪的测距数据和主动干涉仪测距数据存在时间差的原因，最后给出了修正时间差的方法，为事后数据处理修正被动站的距离差元素ｒ的时间提供了手段。     

扩展卡尔曼滤波在无人机航迹控制系统中的应用研究

针对无人机航迹自动控制系统的精度问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波技术的改善无人机航迹自动控制系统的方法。对地面测量系统测得的数据进行扩展卡尔曼滤波处理可以减小因测距和测角误差对无人机航迹自动控制系统的影响,得到无人机状态的最佳估计。仿真结果表明,扩展卡尔曼滤波技术能够有效提高无人机航迹控制系统的控制精度。     

基于数据融合的双基阵被动定位算法的研究

为了对低空飞行目标进行定位,提出一种基于数据融合的双基阵声测被动定位方法,并对定位算法和误差进行了理论分析和数值仿真。该方法采用单基阵估计的目标方位结合双基阵阵间时间延迟的方法进行目标融合定位,充分利用了基阵间的相干性。仿真表明,该方法具有较高的定位精度。该研究成果可直接用于空中运动目标的定位,也适用于地面运动目标的定位,还可推广到多基阵的运动目标声测被动定位。     

双目标对时延估计被动声定位的影响

空气中针对单目标的声被动定向方法已相当成熟并在实际中得到应用,但在实际中往往存在双目标同时出现的情况,文中着重研究此种情况下对单目标方位估计的影响.针对两个目标是同一类声源的情况,利用仿真实验研究了两个目标信号在各种不同能量比（信噪比）的情况下,方向估计的误差随着两个目标之间的夹角变化的情况.实验表明,在接收到的干扰机与目标信号的能量比较小时,干扰机对估计结果的影响是相当小的,而估计误差随两个目标间夹角的增大而增大.     

基于复合双基阵的弹丸落点观测声定位方法

基于单基阵的弹丸落点声定位方法存在定距误差大且定向误差小的缺点,针对此问题,利用双基阵交叉定位实现了落点定位。针对双基阵落点定位方法存在一定盲区的不足,提出了一种基于复合双基阵的弹丸落点观测声定位方法。以五元十字阵为复合阵列的基本单元,建立双基阵以及复合双基阵的数学模型,并对定位算法和定向、定距精度进行了理论推导和仿真分析,进行了外场模拟实验。实验结果表明:基于复合双基阵的弹丸落点声定位方法能够有效实现全区域的声定位,相对方位角误差和距离误差均小于4%,定位精度较高。     

基于质点振速测量的低空目标定向算法研究

声测被动定向是声学监视技术的重要研究内容。为实现对低空运动目标的声学监视,提出一种基于声矢量传感器原理的被动定向方法,推导出基于质点振速测量的定向算法,采用实测噪声信号对定向算法进行数值仿真,结果表明：当传感器尺寸为0.3 m、信号信噪比为0 dB时,定向精度在2°以内。通过外场实验,研究该传感器的质点振速指向性,得到了其质点振速指向性图,该传感器具有较好的空间指向性。外场实验证明：该定向算法具有较高的定向精度,能够用于低空目标的声测被动定向,有较好的应用前景。该研究成果可直接周于空中运动目标,如飞机、导弹和无人机等目标的声测被动定向。     

战场坦克目标被动宽带MUSIC法定向研究

声目标被动定向算法是声被动探测系统中的关键技术之一，国内外对此技术进行了广泛研究。基于时延估计目标定向分辨率较低，而采用高分辨率空间谱估计定向能获得较高的定向分辨率。极大似然估计，最大熵谱估计和自相关矩阵的特征分解法空间谱估计计算量较大。MUSIC法以其空间谱分辨率高和运算量小而在空间谱估计中得到运用。战场坦克目标声信号的频谱范围在20～200Hz之间属宽带信号，利用整个频谱范围内信号来估计DOA虽然可以提高估计精度，但计算量大。在实际应运中受到限制。实验证明，用几个信噪比高的频谱点采用宽带MUSIC算法来估计DOA，不但能够在较大距离范围内获得较高DOA估计精度，而且能够减少计算量，其估计精度能够满足智能雷弹作战需求。     

基于交替投影叠代算法的最大似然方位估计

讨论了一种被动传感器阵列实现信号源方位估计的基于交替投影叠代算法的最大似然(ML)估计方法。此估计方法可用于当信号相关和采样信号较少时目标的方位估计。仿真结果表明了此方法的有效性。     

兵器实验场炮弹爆炸点被动声定位系统的技术研究及误差分析

文中设计了一种六元十字阵被动声定位系统，该系统可以实现对空中及地面目标的被动声定位。讨论了阵列元间距、时间测量精度等因素对定位性能的影响，并进行了仿真。仿真结果表明．该系统消除了目标方位变化对测距和测向精度的影响，具有较好的测距和测向能力。     

双基地的被动TMA及其性能研究

本文研究了双基地联合的目标运动分析（TMA）问题。在双基地条件下，以被动声纳较容易得到的目标方位，频率数据测量为依据。用数据融合方法对目标运动参数进行估计。并讨论了它的Cramer-Rao界，然后用具体实例对伪线性，扩展Kalman滤波方法的处理过程以及Cramer-Rao界进行了计算机仿真，其结果表明，数据融合的被动TMA方法能使定位误差椭圆明显缩小，估计精度得到很大改善。实现了对目标运动参数的有效估计。上述方法能推广到多基地的情形。     

基于图象序列分析的空中目标运动参数估计

本文提出了基于图像序列分析的空中目标运动参数估计方法,给出了在无干扰条件下空中目标运动参数的计算公式,探讨了提高计算精度的途径,进一步研究了目标受到干扰及成像设备存在噪声情况下的目标运动参数的估计问题,得到了参数估计的递推公式,并给出了估计误差稳态方差的范围。