短基线时差无源定位方法研究

由于短基线时差无源定位受到辐射源目标到达时间测量精度和多站间定位精度的影响,使得短基线时差无源定位精度比长基线情况要差。本文研究了短基线时差无源定位的滤波算法,推导了时差定位的推广Kalman滤波算法公式。仿真结果表明,该算法可有效提高短基线情况下的时差无源定位精度。     

基于EKF的双站测向/时差联合定位算法

针对目前测向精度不能满足高精度定位需求以及双站测向/时差联合定位单次定位精度差的问题,在双站测向/时差联合定位原理基础上,推导了基于测向/时差参数测量的扩展卡尔曼滤波(EKF)定位算法,并仿真了固定基线构型下所提算法的定位性能。结果表明,算法能以较快的速度收敛,定位精度相比单次定位提升10倍以上,为低成本、高精度定位系统提供了技术支撑。     

基于多机协同的机载无源定位分析

提出了通过空域中多架载机对同一目标的测量信息进行目标定位的一种多机协同机载无源定位系统。多机协同的无源定位系统能够克服单基定位系统基线短的缺点,利用多载机之间的长基线能够实现目标的高精度定位。给出了单/多基体制下不同定位方法的基本原理,并进行了对应算法的几何稀释精度定位和响应时间的仿真分析。通过仿真结果发现,在定位精度要求相同的情况下,该系统的响应速度能够提高十倍以上。     

一种无源定位系统时差测量方法

讨论了无源定位的几种基本方法,介绍了时差定位的原理。研究了当前基于测量时差无源定位系统,及系统中存在的不足。提出了一种使用短时傅里叶变换提高时差测量精度的方法。最后,对此方法构成的时差无源定位系统做了计算机仿真,仿真结果显示,此方法具有时差测量精度高等优点,提高了整个无源定位系统的定位精度。     

一种低轨双星高脉冲重复频率雷达信号的定位模糊消除算法

针对低轨(LEO)双星到达时间差(TDOA)定位系统中雷达信号的定位模糊问题,该文分析了高重频信号的模糊特性,演示了虚假定位点的产生过程,提出一种基于时差序列变化趋势匹配(VTMT)的定位模糊消除算法。在测量时差序列与定位结果对应的理论时差序列之间的残差近似服从正态分布的条件下,通过两个序列的欧式距离作为相似程度衡量依据,筛选出测量时差线与理论时差线最为接近的定位点作为目标辐射源真实位置。校验台测试信号验证了该算法的有效性。仿真结果表明,该算法能够显著提高无模糊定位概率,对长基线时差定位系统中雷达信号的定位具有较高的应用价值。     

一种低轨双星高脉冲重复频率雷达信号的定位模糊消除算法

针对低轨(LEO)双星到达时间差(TDOA)定位系统中雷达信号的定位模糊问题,该文分析了高重频信号的模糊特性,演示了虚假定位点的产生过程,提出一种基于时差序列变化趋势匹配(VTMT)的定位模糊消除算法.在测量时差序列与定位结果对应的理论时差序列之间的残差近似服从正态分布的条件下,通过两个序列的欧式距离作为相似程度衡量依据,筛选出测量时差线与理论时差线最为接近的定位点作为目标辐射源真实位置.校验台测试信号验证了该算法的有效性.仿真结果表明,该算法能够显著提高无模糊定位概率,对长基线时差定位系统中雷达信号的定位具有较高的应用价值.     

多元外辐射源单站时差定位技术

针对传统单站无法实现时差定位、多站定位布站选址困难的情况,提出了一种利用多元外辐射源实现单站时差定位的方法,并推导了定位算法和详细流程。基于几何精度因子(GDOP)方法分析了不同时差测量精度、基线长度、布站方式对定位精度的影响。利用Monte-Carlo仿真验证了定位算法的有效性,也说明了这种利用多元外辐射源定位新思路的可行性。仿真结果表明,该定位方法在长基线、Y型布站时定位精度最高,相比均采用地面外辐射源定位,利用卫星与地面外辐射源结合的方式可以使三维定位精度提高10倍以上。     

对海面远距离运动目标定位跟踪的IMM算法研究

研究了平流层三站测时差无源定位系统对海面远距离运动目标定位与跟踪的滤波算法问题。将IMM滤波器应用到平流层三站测时差定位系统中,采用三模型组合的IMM滤波算法,首先通过时差测量参数计算出粗略的定位结果,接下来采用IMM滤波算法逐步估计出运动辐射源的速度,并修正初始的定位结果,提高定位精度。仿真结果表明,基于IMM滤波器的三站时差定位系统具有较快的收敛时间、较高的跟踪精度和适中的计算复杂度,能够对不同强度的机动目标进行定位与跟踪,很好地解决了三站时差定位系统对海面远距离运动辐射源定位跟踪的算法问题。还提出了利用回归处理的方法进一步提高固定目标定位精度的思想。     

基于多通道矢量信号源的时差定位系统性能测试

时差定位系统测试是系统性能评估的重要组成部分。为了测试时差定位系统复杂电磁信号环境适应性,可以采用半实物仿真测试模式构建多辐射源和多路径信号环境。利用多通道矢量信号源模拟产生某定位场景下各基站的接收信号,用于时差定位系统测试。文中介绍了利用R&S 公司的双通道SMW200A 和两个SGS100A 矢量信号发生器构建四站时差定位测试环境,用于测试四站时差定位系统的时差测量精度、时差定位精度、复杂电磁信号环境适应性等系统性能参数。     

短波时差定位中电离层参数对定位影响仿真

在短波波段,由于电离层反射传播,电波传播路径与实际地面距离存在较大差异,传统时差定位方法不再适用.文章提出一种基于电离层射线追踪技术的时差定位技术,在此基础上,仿真分析了电离层参数对定位精度的影响.结果表明:在准确获取电离层信息情况下,本方法可准确定位目标;电离层测量误差对定位精度影响较大;站点增加可提高定位精度,降低对电离层参数获取精度要求.仿真结果为短波时差定位系统研制以及电离层参数获取精度要求提供了理论依据.     

对相似递推程差的一种修正方法

利用相似递推法,即可将基于短基线的相差测量结果拓展到长基线多站无源定位系统,由于双站相差测距法实际上是建立在三站定位技术之上的,且测量精度与量值巨大的光速无关,所以就能实现比现有双站测向和三站时差法更高的定位精度。但为实现准确定位,必须对递推程差进行修正。本文在已有分析的基础上,利用双站间的交会角,给出了一种更适用于工程设计的递推程差修正方法。     

一种仅基于时差测量的运动单站无源定位方法

在相移与频移之间函数关系的基础上,利用相差与时差定位方程对路程差测量的相等性导出了基于时差测量的多普勒频移表示式,由此即可将从多普勒方程中所导出的基于多普勒频移测量的运动单站无源测距公式转化为仅基于时差测量的运动单站无源测距公式。误差分析表明,和基于频移的测距方法相比,基于时差测量的运动单站无源测距方法呈现出较好的测量精度,只要平台的移动距离大于数千米,即可实现相对测距误差小于5%R的技术要求。     

测向交叉定位协同信息远程传输方法研究

多被动传感器测向交叉定位精度与传感器之间协同信息的传输距离(基线长度)直接相关。被动传感器实施测向交叉定位时的基线长度较短将导致定位精度不高,无法满足武器打击的目指精度要求。针对此问题,提出了基于北斗短报文的测向交叉定位协同信息远程传输方案,并对其技术可行性和实现方法进行了研究。该方案能够极大地延长基线长度,显著提高多被动传感器的测向交叉定位精度。     

一种TDOA/AOA混合定位算法及其性能分析

在蜂窝移动通信系统中，智能天线阵列的应用使得服务基站（BS）能提供较准确的移动台（MS）电波到达角（AOA）测量值，从而可以用于对移动台的定位估计，文中对文献[1]的电波到达时间差（TDOA）定位算法进行了改进，提出了一种既能继承原算法的优良性能，又可充分利用AOA测量值信息提高定位性能的TDOA/AOA混合定位算法，该算法还具有解析表达式解。仿真结果表明，只要AOA测量值达到一定精度，该算法就能取得比文献[1]的单纯TDOA定位算法更好的性能。     

伽利略搜救信号FOA估计算法

在GALILEO/SAR系统中,FOA参数的估计精度直接决定着系统的定位精度。对GALILEO/SAR信号的特点进行了分析,在对FFT方法进行阐述的基础上,对Rife和相位差校正法2种频率估计算法进行了分析和仿真,并在此基础上提出了一种综合频率估计算法。该算法结合了上述2种算法的优点,在接收到达信号各频率区间和不同信噪比条件下,都可以满足到达信号频率检测的精度要求。     

脉冲辐射源时差定位的新方法

脉冲辐射源定位系统主要用于对空基、地基和海基目标的时短信号辐射源进行检测和定位。现有的脉冲辐射源定位系统大都属于长基线系统。本文提出在有限空间环境下进行时差定位的新方法,并对系统的定位精度进行了仿真,提出了实现系统所需的关键技术。     

改进的干涉仪测向方法研究

提出了一种基于长短基线匹配的干涉仪测向方法。该方法根据中国剩余定理,借鉴了长短基线干涉仪测向原理,利用短基线相位差测量解决相位模糊的问题,长基线相位差测量提高测向的精度。对长短基线的匹配选取、测向能力以及抗噪声性能进行了理论分析和仿真。试验结果表明,新方法与其他方法相比,适应能力强、运算量小、精度高,在低信噪比下仍具有良好的估计精度,适于硬件实现。     

采用天线组阵辅助的连线干涉测量载波相位解模糊

针对航天器初始轨道精度无法满足连线干涉测量（CEI）载波相位解模糊需求的问题,提出了一种采用短基线天线阵辅助的解模糊方法。从理论上分析了载波相位模糊产生的原因以及不同方向角、不同基线长度条件下解模糊对轨道预报精度的最低要求,对具有代表性的1 km短基线天线阵在主站测距加两基线方向角（Rlm）体制下的定位精度进行了仿真,结果表明,方向角越大,该方法的无模糊基线长度扩展能力越强。最后给出了达到最优测角精度的基线长度设置和解模糊流程。     

对运动目标的单站无源定位技术研究

实现对运动目标辐射源的单站无源定位是对新体制雷达对抗侦察系统的基本要求.固定单站通过测量角度、角速度和多普勒频率变化率可实现对运动目标的无源定位,该方法对角速度特别敏感,测量精度要求很高.为此,提出了一种利用波达方向、相位差变化率、载波频率及多普勒频率变化率的单站无源定位方法,结合某地面雷达对抗侦察系统,分析了其定位原理、测距误差和可观测性,给出了单次测距的计算机仿真结果和结论.仿真研究表明,通过增加相位差变化率信息降低了对角速度的高精度测量要求.