基于双天线单元的单站无源定位技术

传统相位差变化率单站无源定位技术是以方位和相位差变化率为观测量,建立观测方程,通过定位滤波算法递推计算出目标位置,由于测向系统受接收机通道幅相不一致性、平台自身姿态误差影响,较难实现高精度测向,从而影响定位精度和收敛时间,由于方位和相位差变化率参数分别通过独立天线阵测量得到,提出去掉测向天线阵,利用2个天线单元提取相位差变化率,仅利用相位差变化率为观测量,实现目标位置估计。该定位算法可有效减少系统硬件,简化定位运算过程,提高定位运算速度。     

基于方位测量和速度估计的目标定位跟踪

针对固定单站平台,提出一种基于方位测量和速度估计的固定单站对运动目标定位及跟踪的模型算法。该模型算法利用多次的方位测量和对目标速度的估计来解算运动目标的位置航迹,再利用交互多模型滤波技术对目标航迹进行滤波跟踪和预测。仿真实验中利用卫星工具包 (STK)建模工具构建了典型场景,并分析了目标航迹的定位精确度及跟踪效果,对于位置固定的电子侦察系统和无源探测系统具有较为广泛的工程应用价值。     

基于最小平方算法的被动浮标目标定位

对多被动浮标的目标定位问题进行了研究,在给定各枚浮标与目标之间距离的差值的条件下,给出一种基于最小平方意义下的被动目标定位算法,即在保证定位误差平方最小的条件下,实现目标定位的方法。在对算法定位原理及定位误差研究分析的基础上,针对近场目标和远场目标两种情况,采用Monte-Carlo方法对该算法的定位性能进行了仿真;在一定假设条件下,仿真分析了不同距离差值量测噪声对目标位置误差、位置均方根误差及方位误差的影响,并且对近场目标和远场目标两种情况下目标定位的性能进行了分析比较。     

两站无源定位系统中的多目标跟踪算法研究

两站多目标纯方位跟踪中的虚假定位点识别问题是被动定位中尚待解决的一个重要问题,本文对此问题进行了研究,并给出了一种排除两站虚假定位点的新方法.该方法首先根据两个观测站在初始时刻所测得的角度进行交叉定位,由定位结果估计目标初始时刻所在的空间范围,并对此空间范围进行分区;然后对方位数据进行关联,以判断哪些方位角数据可能来自同一个目标;在每一个子区间上分别利用扩展卡尔曼滤波模型(EKF)进行滤波,并给出目标落在每个子区间上的概率,把此概率值作为权重对各个子区间的滤波结果进行加权来估计目标的状态;该概率值在以后的跟踪过程中按照贝叶斯准则不断进行更新,而更新概率低于检测门限的子区间予以取消.通过仿真分析可看出,利用本文提出的方法两个观测站可对多目标进行良好的定位和跟踪.     

一种基于盲分离技术的声纳浮标场多目标定位算法

该文基于盲源分离的思想,针对由单传感器声纳浮标组成的声纳浮标场,在窄带背景下提出了一种新的声纳浮标场多目标定位算法。仿真实验结果表明,在很好地恢复了目标信号波形的同时,该算法能准确地估计出目标的位置。     

光电雷达对目标参数被动测量的方法研究

根据光电雷达测量到的目标方位信息,运用自适应修正增益扩展卡尔曼滤波理论。可以估计出空中目标相对载机的位置和速度参数。文章首先推导了坐标系的转换矩阵,建立数学模型后推导对应的自适应修正增益扩展卡尔曼滤波方程,通过对所得的算法进行仿真验证,表明该算法具有较好的实用性,能够满足载机对目标参数被动探测的要求。     

红外制导弹药协同定位跟踪方法研究

针对红外制导导弹无法直接测量弹目距离、视线角速度及目标加速度等制导信息,且单枚导弹的可观测量少,目标定位误差大的问题,考虑红外导引头的测量特性,利用多枚导弹与目标的几何关系对目标进行协同定位。建立多枚导弹对目标的协同跟踪模型,通过计算导弹间相对运动关系估算弹目距离,并将其作为伪量测量,结合导引头测角信息构建新的量测方程,利用卡尔曼滤波估计出弹目距离和视线角速度等制导信息。针对机动目标,研究了一种基于交互式多模型滤波方法,利用多个目标机动模型加权融合的方法来估计真实目标机动模型。数学仿真表明该方法有效提高了对固定/机动目标的估计精度。     

UKF算法在单站无源定位与跟踪中的应用

提出了相位差与无迹卡尔曼(UKF)算法相结合的单站无源定位方法。把2个相互正交的相位干涉仪测量出目标辐射电磁波的相位差信息作为观测量,采用UKF滤波算法加以处理,对粗略定位结果进行修正和平滑,逐步估计出目标的位置和速度,来实现对辐射源目标的快速高精度无源定位。UKF与传统的EKF滤波算法相比,不用计算雅克比矩阵,实现简单,且有更高收敛速度和定位精度。     

基于卡尔曼滤波的无人机测向定位算法研究

为了提高无人机测向定位精度,并直观地表示出一定概率下目标可能的位置区域,给出了一种基于卡尔曼滤波(KF)的无人机测向定位算法。首先使用无人机前两次测向线,计算目标位置测量的初始值;其次采用KF算法估计不同时刻目标位置的估计值,并计算每一时刻经卡尔曼滤波后的测角误差;最后将滤波后的测角误差代入目标可能位置概率椭圆算法,计算目标可能位置区域的位置及大小。结果表明:经卡尔曼滤波计算后的位置估计值逼近真实值的速度更快,所得的目标可能位置区域的面积更小,定位精度有了较明显的提高。     

基于角度和多普勒频率的外辐射源定位系统的接收器最优航迹分析

该文提出了一种利用角度和多普勒频率的一发一收外辐射源定位体制,针对运动目标,给出了接收站的最优航迹规划。该文采用定位的位置误差(Geometrical Dilution Of Precision, GDOP)作为优化对象,具体分析2维目标定位的优化问题,通过一边估计目标一边优化接收站运动的方法,使用无迹卡尔曼滤波 (Unscented Kalman Filter, UKF)估计目标的位置和速度,以达到在定位的各个时刻能够得到最优的定位精度。仿真实验验证了该方法的有效性。      

纯方位定位中的螺旋运动机动方式与系统的可测性

机载单站无源定位系统具有作用距离远、机动性好、掩蔽接收、不易被对方发觉的优点,并且能与其他平台协同使用,有着广阔的应用前景.提出了在三维中以螺旋运动为机动方式、基于修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF),对三维运动辐射源的无源定位跟踪算法,并对此进行了可测性分析,最后给出了计算机的仿真结果.得出的结论是:三维中利用螺旋运动的机动方式,算法可以在很短的时间内收敛,能够较快地实现对目标的定位.     

一种利用纯方位求取目标距离的方法

在稳定的惯性空间中,利用被动目标测量装置测得的目标方位角和俯仰角,求取载机到地面目标的距离,实现对丘陵目标和山地目标的精确定位,并完成了数字仿真和精度计算.该方法的计算模型简单,占有的计算时间和存贮容量都比较少.通过仿真计算和精度分析说明,该方法适用的载机飞行高度速度范围广,具有良好的推广应用价值.     

基于UKF的移动信标辅助节点定位算法

常用的节点定位方法通常要求较多的信标节点,因此容易造成资源浪费.提出一种基于目标跟踪的移动信标辅助节点定位算法,信标节点在移动过程中周期性地发布自身位置信息,未知节点首先获取自身位置的近似估计,然后再利用无迹卡尔曼滤波(UKF)方法对移动信标进行跟踪,并完成进一步位置求精.在该算法中,未知节点之间无需相互通信,降低了能...     

基于测距最小二乘的方位融合多传感器定位算法

在多部2D传感器组网目标定位中,为减小地球曲率对观测的影响,充分利用各传感器量测并解决观测方程的非线性最小二乘问题,提出了融合方位量测的测距最小二乘算法。该算法的实质是基于多部2D传感器设备的测距以及方位角信息,考虑地球曲率的影响建立等效的观测模型和非线性方程,通过数学变换将非线性系统转化为线性系统;利用纯距离最小二乘定位原理初步估算出目标的位置,然后融合各传感器的方位量测得到关于目标的最终位置估计。仿真实验表明,本方法在3部以上2D传感器观测并且测距误差较大而方位误差较小的情况下,可以修正测距最小二乘法在某些位置的定位误差,从而整体提高目标的定位精度。     

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。     

基于红外卫星云图的台风中心自动定位方法研究

台风中心定位一般依靠气象专业人员采用人工手动方式进行,自动化程度不高,效率低。本文利用单幅红外台风云图,根据台风运动特征以及天气学诊断原理,建立了基于红外卫星云图的云运动矢量主方向提取方法;在此基础上,根据台风密闭云区近似为圆的几何形状,构建了以圆的几何特性为约束的台风中心自动定位最优目标函数,求得了解析解,实现了有眼和无眼台风的自动定位。用这种方法对2005年“海棠”台风多个时次的红外卫星云图进行了台风中心自动定位仿真。该方法的定位精度较高,可作为台风中心自动定位的良好技术手段。     

机载单站对机动目标无源定位与跟踪

机载无源探测定位技术是机载电子对抗中的一个重要的研究领域。针对空间机动目标,建立了机载单站无源定位的三维模型。基于传统测量相位差变化率的方法,增加了多普勒及其变化率信息,探讨了其定位原理,重新推导了定位公式;给出了其中的预处理过程和系统状态方程,并引入了可调白噪声UKF滤波算法以提高对机动目标的跟踪定位精度和收敛速度。通过计算机仿真,验证了该方法的正确性及有效性。     

机载单站固定目标测向交叉定位研究

机载平台对地面固定目标定位是电子侦察中的一项重要任务。针对机载平台的特点,提出了一种机载单站对地面固定目标的纯方位交叉定位算法,通过测量地面辐射源信号的方位角,结合机载平台的位置与航向信息,建立三维球面弧线计算模型求解目标的地理经纬度,给出了快速计算目标方位斜率的方法,通过多次融合定位提高定位精度。仿真实验中采用卫星工具开发包(STK)仿真软件生成机载平台的位置数据和目标的方位角数据,分析了多次融合定位的收敛情况及不同测向精度下的定位性能,最后给出了一些工程实践性的建议,具有一定的参考意义。     

预警机支援下的空地协同目标定位研究

针对传统的抗干扰双站测向交叉定位方法存在的基线及其延长线附近无法实现对目标准确定位的问题,利用预警机装备的优点,提出了一种基于预警机支援的空地协同目标定位方法.该方法使用预警机提供的目标高度信息,以及地面雷达提供的角度信息,在数据处理中心进行目标距离的解算,克服了如上所述的双站测向交叉定位的缺点.分析了该方法的解算精度,经过仿真证明了该方法的可行性.     

Mean Shift跟踪的背景优化及动态分析

针对传统Mean Shift跟踪算法在进行目标跟踪时背景带来的定位偏差及由于缺乏相应的跟踪状态分析策略而易陷入局部最小值的缺陷,提出了两方面的改进措施。一是将跟踪窗口内的目标和背景区分开来,对背景像素定义新的特征模型以弱化背景像素对目标模型的影响。二是将跟踪窗口进行分块处理,综合考虑每个子块相似度的大小变化建立判断准则,对跟踪状态进行动态实时分析,以判断目标是否存在遮挡:如部分遮挡,则应用没有被遮挡的子块位置偏差对目标进行定位;如完全遮挡,则采取相应的二维线性预测方案根据先验信息对目标进行定位跟踪。将该方法应用于人物跟踪中进行实验,实验结果表明,该方法有效改善了Mean Shift跟踪算法的不足,对于复杂条件下的运动目标跟踪具有很好的鲁棒性。