机载探测器对地面目标无源测距算法研究

为了实现机载探测器对地面目标稳定、快速和实时的测距,提出了一种新颖的利用频域和时域信息的机载无源测距方法,详细分析了测距算法的基本原理,并对测距算法的误差和可观测性进行了研究,计算机仿真结果表明,这是一种有效实用的好方法。     

机载频移测距的严格解及误差特性

利用混合坐标系统,在对多普勒频移方程作恰当的变量变换之后,即可以得到仅需二次频移测量的机载无源测距严格解。与基于多普勒变化率所导出的近似解相比较,严格解适用于任意基线长度,且相对计算误差将随着基线长度的增加而降低。一个引人注意的特性是,如两次探测间距接近目标径向距离时,则就能以较差的频移测量精度实现很高的定位测量精度。     

基于无源测距的快速定位方法研究

 在分析现有单站无源定位方法优缺点的基础上,针对运动平台对固定目标进行无源定位要求快速性这一特点,提出了一种通过目标角度和角度变化率信息对观测站与目标间的距离进行解算的快速定位方法,依照定位误差的几何分布(GDOP)对该方法进行了单次和多次定位精度的仿真,验证了该方法是一种高精度的、快速的定位方法.     

无源测距快速定位技术

在分析现有单站无源定位方法优缺点的基础上,针对运动平台对固定目标无源定位技术的特点,提出了一种基于无源测距的快速定位方法。通过对其定位原理的深入分析和定位精度的仿真,验证了该方法是一种高精度、快速定位方法,并且具有较强的通用性。这种定位方法为单站无源快速定位技术的工程应用提供了一种新的思路,奠定了很好的理论基础。     

基于多普勒频率差的三站无源定位技术

如何消除无源时差定位系统对高重频目标源的定位模糊是一直倍受关注的问题。利用多普勒频率差无源定位算法解决了对高重频目标源的定位模糊问题,通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

一种脉冲群间多普勒频率变化率的估计算法

提出了一种脉冲群间多普勒频率变化率估计算法,该算法利用离散傅里叶变换进行脉冲间相参积累,获得脉冲群的相对模糊频率,通过脉冲群间相对模糊频率差分获得多普勒频率变化率。算法具有计算量小、多普勒频率变化率估计精度高的优点。计算机仿真结果证明了算法的有效性。     

基于多普勒频率变化率的固定单站定位算法研究

针对传统无源定位系统中定位精度差、收敛速度慢的特点,研究了基于多普勒频率变化率的定位原理,建立了基于多普勒频率变化率的固定单站对运动目标的定位模型,并结合修正增益的扩展卡尔曼滤波算法对定位数据进行处理,得到了较高精度的定位数据,通过试验仿真重点分析了基于多普勒频率变化率单站定位跟踪精度的影响因子,并验证了基于多普勒频率变化率的单站定位跟踪算法的有效性和稳定性。     

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。     

基于多普勒频率与距离和的目标定位

针对无源探测系统,提出一种基于多普勒频率与距离和测量的目标定位算法。建立无源探测系统中探测定位的数学模型与基于多普勒频率测量的计算关系,给出目标位置的求解过程和模糊解的处理方法。仿真实验中利用STK建模工具构建了典型的场景,并分析了算法的定位精确度。实验证明,利用对目标多普勒频率与距离和的测量对目标进行定位的算法是有效的。     

一种PCM相参脉冲序列多普勒频率变化率估计算法

相位编码调制信号是一种典型的脉冲压缩信号,广泛应用于脉冲压缩体制的低截获概率雷达中。来波信号中多普勒频率变化率的高精度估计是基于质点运动学原理的单站无源定位与跟踪的一个关键技术。该文针对信号脉内相位调制和多普勒频率变化率信息非常微弱的特点,提出了一种快速高精度估计算法,通过相邻脉冲间的时域相关消除了相位调制对参数估计的影响,频域积累增强了信噪比,利用脉冲间的相参特性进行频谱相关消除了相位模糊,并放大了多普勒频率变化率信息。算法计算量小,为实际应用提供了良好条件。计算机仿真结果证明了算法的有效性。     

机载多普勒频移的递推及相移检测

在机载站飞行方向前方某一距离处的多普勒频移能够通过递推计算的方法由站点当前位置处的相位测量结果而被直接确定。首先,基于平面几何关系,由机载平台匀速运动时各个几何变量的运动特性导出了仅利用当前时刻的多普勒频移测量值和径向距离获得在虚拟飞行距离处多普勒频移递推值的计算式。然后,进一步直接利用相差测距、测向法求解递推式中所包含的径向距离和方位角,得到了仅基于相差检测的多普勒频移递推公式。且初步的误差分析表明,只要载机的飞行速度较低,虚拟基线的长度较短,所检测的信号波长较长,则递推频移的测量误差可控制在十几赫兹之内。     

应用多普勒技术测量载机速度的原理

分析了影响多普勒技术测速精度的各种因素，认为地球自转是影响最大的因素。若要高精度地测出载机速度，则必须对其进行补偿。     

雷达罩对机载脉冲多普勒雷达的性能影响分析

雷达罩会降低机载脉冲多普勒(PD)雷达的性能。评估雷达罩对其性能影响是机载PD雷达设计过程中必不可少的环节。首先分析雷达罩对雷达天线方向图的影响,包括增益下降、波束变宽、波束偏转、副瓣抬高、产生镜像瓣和零深电平抬高等,然后分析天线性能下降对机载PD雷达的性能影响。通过仿真进一步分析了天线副瓣、镜像瓣对雷达中、低重频模式的性能影响。最后给出结论,天线罩会降低机载PD雷达的测距、测角性能。     

太赫兹视频SAR多普勒中心估计方法

受外界因素影响,机载合成孔径雷达(SAR)的飞行航迹与理想状态相比往往存在偏差,同时平台导航系统精确度有限,故需要从回波数据中精确估计多普勒中心频率,从而进行距离走动校正。多普勒中心估计误差决定了距离走动的校正精确度,从而决定了合成孔径成像方位压缩效果,是影响SAR成像质量的关键。在机载太赫兹成像雷达系统中,对运动补偿精确度的要求达到了亚毫米级,从而对多普勒中心估计误差提出了更高的要求。传统的多普勒中心估计方法在正侧视或小斜视模式下具有良好的效果,但在具有一定斜视角的模式下往往偏差较大。为了在多模式下有效完成太赫兹视频SAR距离走动校正,本文基于实测数据结果,从传统的包络估计方法出发,探究了一种改进包络估计的多普勒中心估计方法。通过比较,本文所提出的改进包络估计方法在对太赫兹视频SAR正侧视模式回波数据的多普勒中心估计上与另外两种传统方法都具有很高精确度,但在本文所提方法扫描模式下对97%的图像都作出了较为精确的估计,精确度与鲁棒性明显高于另外两种传统方法。结果说明了本文所提出的多普勒中心估计方法具有更好的鲁棒性、更高的效率。这一工作有助于高频段SAR多模式下的成像研究。     

机载单站多目标定位航迹规划研究

多目标航迹规划是指侦察飞机在机载单站无源定位过程中,根据侦收到的多个目标信号方向、威胁等级和飞机本身机动能力的限制,计算出最优飞行航迹,并跟随该航迹同时完成多目标定位任务。首先建立了机载单站无源定位中的探测模型、控制模型和航迹规划模型;然后提出一种基于评价函数和扩展α法的多目标航迹规划算法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明该方法的有效性。     

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。     

基于正交多站测角的机载红外定位技术研究

研究了基于测角的被动定位方法,分析了双站测角定位系统的测距精度,针对双站测角定位精度较低且在一些目标方位上出现的几何方位影响精度(Geometric Dilution of Precision,GDOP)问题,结合机载平台的结构特点,提出了一种适用于单架飞机的红外被动测角定位方法.该方法按照正交方式将四个测量站装载到机载平台上,构成两个正交的测角定位系统,通过恰当选取两个系统的定位信息,可有效克服GDOP问题.最后进行了仿真验证,结果表明该方法能够有效克服GDOP问题,提高定位精度.     

机载红外被动定位方法探讨

对红外被动定位方法进行了归纳、分类,指出红外单站被动定位方法最适于在机载平台上应用．研究了红外单站被动定位方法,对双波段和单波段两种有代表性的单站被动定位方法进行了探讨,分析了两种方法的特点、定位误差和可行性,指出了减小定位误差的方法。     

基于平方根UKF的新型单站无源定位算法

针对单站无源定位可观测性弱,收敛速度慢,定位精度差等问题,在此采用综合利用相位差变化率、多普勒变化率对目标进行定位的方法。在此基础上,将一种新的非线性算法即平方根UKF算法应用单站无源定位中,计算机仿真表明在不同的参数测量精度条件下,新算法稳定性更高,收敛速度更快,定位精度更高。