静止轨道卫星自动化干扰定位方案

在对静止轨道卫星上行干扰的定位过程中,复杂的分析工作往往需要花费数小时,当干扰信号为突发、短时类信号时,往往会错失定位时机,导致对这类信号的定位失败率非常高。为了解决静止轨道卫星干扰定位的滞后性问题,设计了一种针对静止轨道卫星干扰的自动化定位解决方案。对干扰定位工作中的邻星选择及定位方案设计、参考源信号的选择与发射等各关键环节进行了定量和定性分析,并通过仿真实验证明了该方案的可行性。该方案使得用机器代替人工分析成为可能,对卫星干扰源的快速和准确定位具有现实意义。     

基于Bancroft算法的多点定位TOA-LS估计

 由于目标信号的发射时间未知,无源定位技术大多利用TDOA(到达时间差)进行目标定位.本文将求解GPS单点定位的Bancroft算法应用于TOA(到达时间)多点定位方程的求解,提出了基于Bancroft算法的无源多点定位TOA-LS(最小二乘)估计算法.TOA-LS包含三个线性方程,其加权系数与目标位置和目标信号发射时间相关.采用Bancroft算法给出初始值并求解TOA-LS方程,完成加权系数的迭代更新.仿真结果表明对不同几何位置的目标,TOA-LS估计可获得接近理论方差下界的近似最优的性能.     

基于约束总体最小二乘的单站DOA/TDOA联合误差校正与定位算法

多基外辐射源雷达定位系统受系统偏差影响较大。该文针对多基外辐射源雷达到达角度(DOA)和到达时差(TDOA)联合定位系统,提出一种基于约束总体最小二乘(CTLS)的无源定位和误差校正算法。首先引入辅助变量,将DOA和TDOA非线性观测方程进行线性化处理。考虑伪线性化后定位方程中噪声矩阵各分量统计相关特性,将无源定位与误差校正联合优化问题建立为CTLS模型,并采用牛顿迭代方法对模型求解。在此基础上,考虑辅助变量与目标位置的关联性,设计关联最小二乘算法改进目标位置估计值,采用后验迭代方法进一步提高系统偏差估计精度。最后推导了算法的理论误差。仿真结果表明:该算法能够有效地估计目标位置和系统偏差。     

对机动目标单站无源定位的最大似然估计

研究了基于目标的信号到达方向和信号到达时问差信息，利用单个固定的无源侦察站，通过最大似然估计方法对机动目标进行定位的问题。首先建立了机动目标模型与观测方程，然后详细推导了定位算法，并进行了仿真实验。仿真结果表明，该方法具有定位精度高、算法稳定等优点。     

一种最大似然网格搜索卫星FDOA辐射源定位算法

如何利用辐射源信号到达不同卫星的多普勒频差对辐射源定位是目前卫星无源定位技术研究的热点之一。针对卫星FDOA辐射源定位的特点,建立含有地球表面约束的FDOA定位方程,研究基于最大似然网格搜索的定位方程求解算法,推导了详细求解过程,并对该算法的性能进行分析与仿真评估。仿真结果表明,该算法收敛速度快,能够接近克拉美罗界下限,是一种最优的定位估计器。     

误差校正下外辐射雷达无源定位算法

针对多基外辐射源雷达定位中存在系统误差的问题,提出了一种基于到达角度(DOA)与到达时差(TDOA)的外辐射源雷达无源定位和系统误差校正算法。首先,该方法引入辅助变量对非线性的DOA 和TDOA 量测方程进行线性化,利用迭代加权最小二乘算法得到对目标位置和系统误差的联合估计;然后,利用辅助变量与目标位置的关联性,设计了一种关联最小二乘算法对初始估计值进行改进;最后,通过后验迭代估计进一步提高目标定位精度。仿真结果表明该算法能够有效地估计系统误差和目标状态。     

目标海拔已知的信号到达幅度比无源定位方法

信号到达幅度比方法因测量简便,可实现对窄带信号的无源定位而广泛应用于射频定位系统、无线传感器网络和声源定位中.当目标海拔已知,将其作为定位方程的约束条件可实现对目标更精确的定位,而现有方法没有考虑这个问题.对此本文建立了海拔约束的信号到达幅度比无源定位模型,推导了定位精度的克拉美劳下界,并提出了一种基于Newton迭代的定位算法.理论推导表明该算法在测量误差服从方差较小的零均值高斯分布时能够达到克拉美劳下界,仿真结果与理论推导一致.无线电栅格化监测试验网的验证结果表明,对系统幅度误差进行校正后,该方法能够实现对辐射源的准确定位.     

对机动辐射源单站无源定位IMM算法

探讨了一种利用单个观测站对机动辐射源目标进行无源定位与跟踪的交互式多模型（IMM）算法。在该方法中，基于辐射源的信号到达时间（TOA）和信号到达方向（DOA）信息，可以实现单站无源定位，运用交互式多模型算法，可以适应目标的机动性。通过计算机仿真，验证了该方法的正确性和有效性。     

微弱信号下基于模糊度解算的辅助式GPS接收机定位算法研究

提出了一种辅助式GPS接收机定位解算方法,基于该方法接收机不需要解调导航电文、帧同步和位同步,仅需要对GPS信号进行伪码相位测量,在获取卫星星历、卫星钟差参数等辅助信息的基础上完成定位解算.该算法在常规GPS定位算法基础上,增加伪距中模糊部分为未知数,当接收机位置坐标和接收机钟差的迭代初值误差满足一定条件时,消除了伪距中模糊度影响.然后推导了该算法的定位方程,给出了定位流程.最后仿真实验证实了该算法的有效性.     

三星时差定位系统的数据关联与定位算法

首先建立了三星时差定位算法的计算模型，得到了基于最大似然估计的定位迭代算法。然后分析了信号脉冲在不同卫星到达时间的关联问题，提出了一种建立在系统先验信息基础上的数据关联方法。最后，通过Monte-Carlo仿真实验，验证了数据关联方法和不同卫星面局下定位算法的性能。     

卫星干扰源定位系统中星历校正技术

卫星干扰源定位系统,是通过测量两颗相邻同步卫星对干扰辐射源形成的时差观测量和频差观测量来实施未知干扰源定位,在此过程中,两颗相邻同步卫星的星历误差是影响定位精度的主要因素,因此,星历校正技术是整个系统一个关键环节。针对星历校正技术中的卫星动力学模型选取、状态转移矩阵的计算和简化等几个关键问题作了详细深入的论述,给出了具有典型意义的力模型选取标准和状态转移矩阵的计算方法,设计了一种基于短弧轨道改进原理的星历校正算法,通过仿真数据和实测数据处理证实,定位误差可从千千米量级校正至十千米量级,验证了该算法的可行性和定位精度。     

适合处理乘性噪声估计卫星姿态的非线性迭代滤波算法

针对带乘性噪声的星敏感器/陀螺非线性卫星姿态确定系统,提出了一种迭代MEKF(Iterative Multiplicative Extended Kalman Filter)姿态估计滤波算法.通过对带乘性噪声的非线性卫星姿态确定系统的状态方程和测量方程进行二次线性化迭代,并基于线性最小方差准则和投影公式,导出了姿态状态...     

卫星干扰源定位的位置迭代算法

卫星干扰源定位系统通过测量两颗卫星对干扰源形成的不同时差和频差完成对未知干扰源的定位,但定位方程为3个非线性方程,难于求解。学者Haworth等人(1995,1997)提出了利用迭代的算法求解;然而该文的实验结果表明Haworth等人的迭代算法是发散的。该文通过详细的推导,指出了Haworth等人迭代算法的失误,修改了Haworth等人的迭代算法,并通过实验验证了修改后的迭代算法的正确性。     

卫星多波束测向技术

对于星载设备,接收信号大多十分微弱,利用多波束馈源阵列可以实现高增益接收,同时比较相邻波束收到信号能量,再结合每个馈源指向,确定出来波信号方向。由于多波束比幅测向技术具有处理简单,测向精度较高等优点,适合于星载测向设备。     

双层卫星网络中的自适应路由算法

The rapid advancement of communication and satellite technology drives broadband satellite networks to carry different traffic loads. However, traffic class routing of satellite cannot be provided by the existing 2 layerd satellite networks. In this paper, a 2 layered satellite network composed of low Earth orbit and medium Earth orbit satellite networks is presented, and a novel Self adapting Routing Protocol (SRP) is developed. This scheme aims to adopt self adapting routing algorithm to support different traffic classes. Meanwhile, the path discovery processing is invoked independently for each individual origin/destination pair. Simulation results are provided to evaluate the performance of the new scheme in terms of end to end delay, normalized data throughput, delay jitter and delivery ratio.     

星载平台地面目标测向定位仿真研究

星载平台地面目标定位是卫星侦察中的一项重要任务。针对星载平台的特点,给出了一套基于对地面辐射源目标测向定位的仿真计算方法。通过测量地面辐射源信号的俯仰角和方位角,结合卫星的位置和轨道信息,利用球面几何定位方法求解地面目标的地理经纬度。还分析了测向误差和俯仰角对定位精度的影响,并通过将多次定位数据融合来提高定位精度。仿真实验中采用STK卫星轨道仿真软件生成卫星位置数据和目标相对于卫星的俯仰角及方位角数据,比较了不同测向精度下的目标定位效果,分析了多次定位融合的收敛情况及融合定位精度与俯仰角和目标位置之间的关系。最后给出了一些工程实践性的建议,具有一定的工程参考意义。     

卫星通信信号调制识别技术研究

通信信号的调制方式识别是非协作通信领域的一个研究热点,它需要在没有任何先验条件,且环境复杂有噪声的条件下,不依赖于其它的先验知识,确定目标信号的调制方式。然后就可提取载频、码速率、滚降系数等参数,为信号的进一步深入研究提供依据。分析了几种经常用于卫星通信的MPSK调制信号和高阶调制信号16APSK,提出了一种基于高阶累积量与频谱特征的识别算法。在特定的数据长度和信噪比条件下,理论分析与仿真验证均验证了该算法易于实现、识别率高（≥95％）。     

LCMV方法在卫星多波束天线赋形中的应用

本文提出了用线性约束最小方差(LCMV)方法对卫星多波束天线进行赋形.它是通过在保证主瓣电平一定的条件下,使天线的辐射功率最小,来对卫星天线的方向图赋形.由于这种方法与目前常用的迭代方法不同,它是一种解析法,故它在赋形精度、运算效率方面都高于目前这些常用方法,同时不会出现不收敛的现象.最后用两个具有代表性的例子,分别对方形区域和中国本土进行赋形,证明了LCMV方法的优点.     

北斗星历解析及实时卫星位置解算实现

利用 C 语言编程进行北斗卫星星历数据的实时读取，更新结构体的卫星轨道参数， 从而实现北斗卫星位置的解算，并与武汉大学数据中心提供的北斗精密星历作比较，对解算的卫星位置结果进行评估，最大误差不超过 3.5 米，满足实际应用需要。     

卫星点波束的移动目标指向优化研究

由于星载点波束天线覆盖范围较小,且可转动次数受使用寿命限制,当用于大范围机动用户通信时,需对其指向进行优化设计,在满足通信需求的前提下,尽可能延长天线的使用寿命。综合考虑卫星可视范围、点波束转动限位、点波束调整裕量等实际因素,提出了一种迭代搜索的点波束指向优化设计算法,并进行了仿真分析。仿真表明,这种算法在满足通信要求的同时可有效减少点波束移动次数,并为点波束天线的高效使用提供了途径,具有很强的工程应用价值。