高重频信号三星座时差定位研究

时差定位对于高重频雷达会产生时差模糊的现象。而脉冲配对产生的大量模糊时差,不仅降低了处理速度,还会干扰对其它信号的时差提取和信号分选处理。本文提出了一种新方法,很好地解决了信号处理和正确定位的问题。     

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.     

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下，宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移，因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差，若仅估计单个跳频脉冲的时频差，则精度低而无法满足定位要求。针对此问题，提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差，从而无需对多普勒频差进行估计，避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响，并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐，通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索，可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验，验证了算法的正确性与精度优势。     

时差定位中一种改进的解配对模糊的方法

给出了获取时差方程的过程,说明存在虚假时差以及虚假时差对。针对传统解配对模糊方法带来大量不必要的脉冲信号检测的问题,提出了改进的解配对模糊的方法,给出了传统及改进的解配对模糊的方法流程。最后进行了仿真验证,从解模糊的有效性和定位过程的实时性两个方面说明了改进方法的优越性。     

基于双时刻联合的多辐射源时差定位解模糊方法

三星时差定位系统中,当对多个距离接近、功率相当的雷达辐射源进行侦收定位时,会产生时差定位解模糊。提出利用前一时刻与后一时刻观测量独立进行定位,并对前后双时刻定位信息进行联合的算法,有效剔除时差定位模糊解,实现对多个雷达辐射源的高精确度定位。理论分析与仿真结果表明：对多个雷达辐射源进行单次三星时差定位时,除真值外,会产生模糊解;通过联合双时刻定位结果,可实现模糊解的剔除,有效解决多辐射源解模糊问题。     

利用测向信息消除高重复频率信号的时差定位模糊

该文针对三星时差定位系统对高重复频率信号的定位模糊问题,提出在主星增加干涉仪测向并结合测向信息解模糊的思路。由于干涉仪本身有可能出现测向模糊,进一步提出了根据模糊测向信息解时差定位模糊的方法,其在无测向模糊时同样适用。该方法定义了时差定位点的距离参数,通过对其做门限检测去除虚假时差定位点,从而有效地减少了模糊定位点数量,改善了对高重频信号的定位模糊问题。     

一种基于冗余基线的时差定位去模糊方法

多站时差定位系统对高重频脉冲模式辐射源会出现定位模糊甚至无法定位,严重影响了侦察定位系统的功能实现。论述了无源时差定位原理,指出脉冲重复间隔小于定位基线时间窗是造成时差定位模糊的主要原因,从而提出通过增加定位副站,基于冗余基线方法实现辐射源的定位,得出增加冗余基线方法能实现定位去模糊,有效改善时差定位系统的目标模式的适应性。     

空间四站时差定位中的模糊及无解研究

将平面三站时差定位的基本原理加以推广,应用于空间四站时差定位系统中出现的模糊和无解现象的研究。根据仿真结果,找出了模糊分布与测量站布局之间的关系,提出了排除部分模糊区的方法;同时对无解产生的原因加以分析,并讨论了在无解情况下的次优定位方法。空间时差定位系统因其复杂性,比平面定位系统更容易出现模糊现象。因此,在设计各测量站的布局时,应当结合本文的分析和讨论,将所需的可控区设置在模糊区和无解区之外。     

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。     

双星时差频差定位体制在频域混叠电磁环境下的应用

现代战场电磁环境复杂,不同类型电磁信号在时频域碰撞混叠,现有常规侦察手段对此类信号的定位应用受到严重制约。双星时差频差定位体制通过互模糊函数求解信号到达时差和频差,分离频域混叠信号并获得高达公里量级的定位精度,非常适合于复杂电磁环境下的应用。通过求解模糊函数的方法分析了时差频差体制对频域混叠信号的分离和定位能力,然后结合美航母编队及其电磁环境构成,探讨了这一能力在监视航母编队,尤其是跟踪识别编队个体成员的具体应用。仿真与分析结果证明了双星时差频差定位体制的优势,对于天基侦察系统的建设具有重要意义。     

慢跳跳频信号的时差估计方法

针对慢跳速跳频信号跳带宽、采样率高数据量大的特点,提出了各跳部分数据拼接的跳频信号快速时差估计方法。同时,针对跳频信号的互相关函数存在周期副峰容易导致错误模糊估计的问题,利用先验信息或单跳信号的时差估计值作为引导值,将最终时差估计的搜索范围限定在一个周期以内,避免模糊估计的产生,有效地提高了跳频信号的时差估计 精度。仿真结果表明:在信噪比大于8 dB 时,提出的跳频信号时差估计方法能精确地估计时差,并且有效抑制周期副峰的影响。     

基于多站的时差和多普勒频差联合定位

讨论了多基站无源雷达的时差和多普勒频移定位算法。给出了时差和多普勒频差联合定位算法,并应用基于Gauss-Newton的批处理方法进行求解,提高定位精度。仿真结果表明,时差-多普勒频移联合定位对定位精度的提高有效可行,也克服了时差定位解模糊的问题。     

由相差定位方程直接导出的双基时差定位公式

和现有的三站时差定位方法相比,双基四站时差定位方法具有更高的测量精度,可避免对高重频信号测量的定位解模糊,同时相距较远的两主基站间的时间基准可以要求不同步, 有利于站址的选择。本文利用相似递推的方法,以更简捷的和更严谨的方式直接从程差定位方程导出了双基四站时差测距公式。     

双星系统对雷达无源定位的可行性分析

双星无源定位系统对地海面雷达辐射进行定位时,存在脉冲信号频差参数提取的模糊问题。提出了一种基于虚拟双星的双时差粗定位方法,可有效解决频差测量的模糊,再结合时差/频差联合定位方法,分析了双星系统对雷达辐射源无源定位的可行性,给出了一些有用的结论。     

窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大.     

基于循环互相关的宽带信号时差估计

研究了定位中的宽带信号时差估计问题，给出了时差估计信号模型，分析了信号的循环相关特性，提出了基于宽带信号循环互相关的时差估计算法。最后采用计算机进行了仿真实验，给出了估计性能的曲线，并和广义相关算法进行比较，仿真实验表明本文所提算法具有较好的估计性能。     

空间三站时差定位的模糊及无解问题

通过分析空间三站时差定位的经典算法,对模糊及无解问题的产生进行了探讨,分析了无解的分布与布站、站址误差和时差测量误差之间的关系,提出了解决模糊及无解问题的方法。在实际应用中,应充分运用目标先验信息,合理使用消除定位模糊的方法以降低系统复杂性,提高运算效率,同时优化测量站布局,使目标区域避开无解分布区。     

平面三站时差定位中的模糊研究

本文利用一种无迭代的非线性时差定位方程组的精确算法,探讨了平面三站时差定位系统的模糊区域,得出了模糊分布与布站的关系,并提供了一些解决定位模糊的方法。     

双星时差频差定位系统中的多信号定位技术

通过计算并分析多信号的互模糊函数,证明了双星时差频差定位系统同频多信号定位的可行性;提出了计算双星定位系统可同时分辨的同频信号个数的公式,估算了卫星系统的同频多信号分辨能力,并给出了同频多信号互模糊函数图;最后,提出了一种多信号定位高效实现方法,其思想是先估计信号个数,再计算局部区域互模糊函数.该方法已得到了工程验证.