基于多字典联合与分层块稀疏贝叶斯框架的多辐射源直接定位方法

基于压缩感知的直接定位方法依赖准确的信号传播模型，当传播模型的参数部分未知时，其定位性能会显著下降。针对这个问题，该文提出了一种基于多字典联合与分层块稀疏贝叶斯框架的多辐射源直接定位方法。该文将辐射源定位问题转化为恢复对应不同字典但具有共享稀疏性的信号，通过多字典联合来解决存在信道衰减的辐射源定位问题。仿真结果表明:所提方法在低信噪比和少快拍条件下，相比稀疏贝叶斯方法和直接定位方法具有更优的定位性能。      

基于周期宽带参考信号的直接定位方法

定位系统的模型误差是制约定位精度提高的最主要因素之一。目前大多数定位系统都采用参数标定或者参数差分的方法降低模型误差对定位精度的影响。本文针对辐射源的多星定位应用,采用低信噪比的周期宽带信号作为参考信号,对定位系统的模型误差进行校准。校准过程建立了模型误差参数直接估计模型和辐射源位置直接估计模型。模型误差直接估计模型中,建立起接收参考信号波形与模型误差参数之间的关系,运用最大似然方法获得超分辨率的模型误差参数估计。辐射源位置直接估计模型中,建立起模型误差参数、未知辐射源位置与接收未知信号波形之间的关系,直接估计出辐射源的位置。针对参考信号带宽大,周期长,信噪比低,导致模型误差参数估计计算复杂度大的问题,利用参考信号的周期特性对参考信号进行能量累积和分步搜索方法逐级引导,提高了系统参数估计速度和精度。最后给出一个仿真算例说明方法的有效性。      

基于LANDMARC与压缩感知的双段式室内定位算法

鉴于已有室内定位算法定位精度与运算效率之间的矛盾,该文提出一种将LANDMARC区域定位与基于模拟退火优化正则化正交匹配追踪(SROMP)的压缩感知位置估计相结合的双段式定位算法(LANDMARC- SROMP CS)。首先,利用LANDMARC定位算法快速锁定目标所在区域范围;在锁定的区域内,再引入压缩感知理论实现目标位置估计。此部分,首先根据锁定区域范围建立虚拟参考标签;然后由新型组合核函数相关向量机算法训练得到室内传播损耗模型,计算获得虚拟标签处接收信号强度值,构建测量矩阵;最后利用SROMP压缩感知重构算法求解出目标的位置索引矩阵,对索引矩阵中的位置相关点加权平均得到目标的位置信息。实验结果表明,所提定位算法平均定位误差为0.6445 m,算法运算效率相对较高,可以较好地满足室内定位的要求。     

基于IEKF的目标、外辐射源联合跟踪滤波

在外辐射源雷达中,当外辐射源的位置信息未知时,无法利用外辐射源对目标跟踪定位。文中介绍了一种基于迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)的目标、外辐射源联合跟踪滤波算法,该算法通过对已知外辐射源和未知外辐射源的联合利用,保证了雷达系统在探测目标的同时,也可定位跟踪未知外辐射源。通过仿真数据验证,该方法对目标、外辐射源的跟踪定位有较好的滤波效果,辐射源定位收敛速度优于EKF滤波方法。     

利用多普勒的运动单站直接定位算法

针对利用运动单站接收辐射源信号进行目标定位过程中,传统两步定位算法测量参数时会产生信息损失,从而导致估计精度不够理想的问题,提出了一种联合多普勒的运动单站直接定位算法。该算法通过构造代价函数,得到包含辐射源位置信息的共轭矩阵,然后分别针对未知信号和已知信号通过特征值分解求取共轭矩阵的最大特征值,最后进行二维格网型空间索引得到辐射源的位置估计。同时,本文还推导了相应的克拉美罗下界(CRLB),并分析了多普勒测量存在误差下算法的定位性能以及算法的运算量。通过理论分析和仿真实验可以表明,所提出的运动单站直接定位算法对目标位置估计误差能够逼近CRLB,且与两步定位算法相比,具有更好的定位精度。      

基于贝叶斯压缩感知理论的超宽带通信信道估计

超宽带是一种新颖的高速无线通信技术。其过高的带宽给采样带来了困难,压缩感知理论提供了一种可行的低速采样方法。针对目前的压缩感知超宽带信道估计方法必须假设信道稀疏度已知,论文提出了基于贝叶斯压缩感知理论的超宽带信道估计方法。将超宽带信道估计转化为压缩感知理论中的重构问题,并使用贝叶斯压缩感知方法进行重构,得到信道估计值及其误差范围,最终实现信息解调。贝叶斯压缩感知理论将稀疏贝叶斯学习理论引入到压缩感知中,给需要重构向量中的每个值设置受超参数控制的后验概率密度函数,在超参数的更新过程中,零值所对应的超参数将趋向于无穷大,与之对应的后验概率将趋向于零,通过这种方法剔除非重要多径,自适应地找出信道向量中的重要多径,并使用回归算法进行重构。实验结果表明在信道稀疏度未知的情况下,该方法能够对原信道进行有效的重构。     

时频空域混叠脉冲串辐射源信号直接定位算法

当既定侦察区域存在多个数目未知且信号参数相似的脉冲串辐射源信号时,采用经典的多目标定位算法和直接定位算法(DPD)均无法对多个辐射源信号进行精确定位.该文提出了一种基于位置信息累积的脉冲串直接定位算法(L-DPD).算法采用多个运动侦察站对固定目标辐射源进行信号接收,充分利用脉冲串信号的位置信息并联合各脉冲的时延、频移...     

一种基于电磁态势数据聚类的辐射源定位算法

辐射源定位是战场军事行动的重要基础。而复杂战场电磁环境下，难以建立有效的传播模型，同时在多辐射源的条件下传统的定位方法难以快速准确定位。针对上述问题，基于分布式电磁态势感知网络，提出了一种智能优化感知节点位置的辐射源定位方法，采用改进的布谷鸟搜索(Cuckoo Search)算法进行网络中感知节点位置寻优，再利用克里金插值(Kriging Interpolation)来实现电磁态势的感知，以及对电磁态势数据进行结合峰值密度聚类(Density Peaks Clustering, DPC)思想的K-means聚类从而实现辐射源定位。该方法能够在初始部署不理想的条件下调整感知位置，实现无先验信息的目标辐射定位。实验表明，所提方法在多目标复杂环境下，插值精度优于随机部署和普通布谷鸟优化感知位置的克里金插值，在感知区域为4 km×4 km,节点总数为40 000个，且感知节点占比1%的条件下，平均定位误差为47.28 m,具有一定的应用前景。     

双/多机测角频差定位算法研究

对固定辐射源的快速高精度定位是机载无源定位系统的重要任务之一,而双/多机测角频差定位体制是实现该任务的一种新途径。针对该定位体制,提出了一种快速有效的定位解算方法,解决了单次观测条件下的定位问题。该方法首先基于各机测得的方位角、俯仰角,采用伪线性法粗略估计辐射源位置;然后以此为初始值,采用高斯-牛顿迭代法,综合利用频差、方位角及俯仰角信息,精确估计辐射源位置。在单次观测定位的基础上,引入了批处理加权最小二乘融合算法及序贯加权最小二乘融合算法,实现了多次观测定位结果的有效融合。最后,进行了计算机仿真,结果表明:本文给出的单次定位解算方法及多次定位融合算法具有良好的性能,当观测误差不太大且服从高斯分布时,它们对应的辐射源位置估计精度能够很好地逼近克拉美罗限。      

基于改进迭代扩展卡尔曼滤波的3星时频差测向融合动目标跟踪方法

针对传统3星时频差定位系统在未知高程情况下,对运动辐射源会产生由目标速度引发的定位误差的问题,该文提出一种利用主星的干涉仪测向信息的改进迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF),结合3星时差、频差信息的无源融合动目标跟踪新方法.首先,在坐标系转换的基础上建立了定位模型,并在此基础上利用改进的迭代扩展卡尔曼滤波算法对未知高程的运动目标进行跟踪.仿真结果表明,该方法无需获知目标的高程信息即可实现对运动辐射源的定位、跟踪和测速,且对目标的位置、速度估计性能有较大的提高.     

与强度无关的位置指纹在线定位改进算法

将现有的研究较热的固定发射端、定位接收端的室内位置指纹定位系统应用到固定接收端、定位发射端的室内无线电干扰源定位中,研究了一种考虑干扰源发射强度的在线定位算法,以克服直接使用以一固定发射强度信号源建立的指纹数据库和现有的在线定位方法无法实现对不同发射强度干扰源定位问题。在分析信号传播模型和现有在线定位方法的基础上,利用强度差的均方差进行定位计算。给出了算法实现依据和流程,对改进的算法进行了仿真和实验验证,结果证明了改进算法的实用性。同时,改进算法的思想对现有的考虑接收端异质的位置指纹定位系统也有一定的指导意义。     

面向DOA测量的多目标位置信息场定位法

现有无源有源测向定位理论均是针对单目标定位,无法对不可区分的多个同类辐射源定位,且传统的测向定位法存在虚假定位的缺点。针对以上问题,提出了一种基于DOA测量的多目标位置信息场定位法。该方法可以解决现有单目标定位无法解决的多目标定位问题,能够同时确定目标数目和多目标位置。仿真实验用三个观测站分别对两个和三个同类辐射源进行无源测向定位,结果说明该方法具有同时确定目标数目和多目标位置的优势,且能有效地解决传统测向定位法中存在虚假定位的问题。      

基于时差的同类辐射源信号分选定位方法

多站电子侦察系统中,多个观测站接收到的脉冲信号的时差信息可用于信号分选和定位。但当多个参数相近的同类辐射源信号在时域和频域都混叠在一起时,会得到大量虚假时差信息。该文结合目标位置信息场定位法,提出基于时差的同类辐射源信号分选定位方法。该方法首先利用时差窗先验信息,将主站与副站的脉冲进行时差和参数匹配提取同类辐射源的时差信息,然后对得到的所有时差利用目标位置信息场定位法确定目标数目和位置,最后利用定位结果确定真实时差,剔除虚假时差,完成信号分选和目标精确定位。仿真实验验证了该方法的有效性和实用性。     

基于RSSI加权质心的光纤光栅传感网络冲击定位

针对材料结构损伤位置识别的精确定位问题,通过构建分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感网络,利用光纤光栅传感器的传感特性,根据感知的冲击响应信号强度(RSSI)以及冲击点到传感器距离的关系,提出一种基于RSSI加权质心的光纤光栅传感网络冲击载荷定位方法。设计合理的传感器网络监测布局,通过分析不同位置传感器感知的冲击响应信号强度辨识冲击点所在的区域,采用加权质心定位算法对冲击载荷的位置识别定位。试验表明:分别构建基于碳纤维复合材料结构板、钢板、木板损伤识别模式的定位监测实验系统,在300mm×300mm的监测区域内随机选取24个冲击点进行位置识别,能准确辨识所有实验冲击点所在的区域,并根据RSSI来确定冲击点的位置坐标,坐标定位的平均误差在15mm以内,可实现对冲击点位置的识别,为准确识别材料结构的损伤位置提供了一种实用可行的方法。     

时频联合分析在闪电定位中的应用

为了揭示闪电甚高频（very high frequency,VHF）辐射源的时频特性,探索时频分析方法在闪电VHF辐射源定位中的应用,文中利用Wigner-Ville分布（Wigner-Ville distribution,WVD）对闪电宽带VHF辐射信号进行了时频分析,提出一种半二维相关（semi-two-dimensional correlation,STDC）时延算法来实现闪电VHF辐射源的定位,并通过数值模拟和人工引雷观测数据对定位算法进行了验证.时频分析结果揭示了在纳秒尺度上,先导宽带VHF辐射"倾斜状"的时频分布特征中高频辐射先于低频成分到达,典型的倾斜斜率约为-3 MHz/ns.提出的时频定位算法可以计算信号不同频率成分的时延,便于去除干扰点影响.利用本算法对一次人工引雷直窜先导进行了定位分析,通过舍去调频（frequency modulation,FM）干扰,能够清晰描绘先导VHF辐射源的发展过程,定位结果与高速摄像图像吻合,进一步丰富了短基线VHF的定位方式.     

三维移动目标无源定位算法

无源定位已经成为雷达对抗中一项相当重要、不可或缺的技术。针对常态侦察时三维移动目标的无源定位问题，考虑了基于到达方位信息的代数几何概率定位方法，并给出了每一时刻目标位置误差随时间变化的关系，最后通过数值模拟展示了所研究定位方法的精度。该算法基于运动学原理,充分利用了辐射源信号测量值的时空变化量信息，定位收敛速度快而且非常稳定，具有很强的实用性。以期在实际应用中对近空间或邻近空间中高速移动目标进行三维快速定位，更好地提供无源侦察中移动目标的方位情报信息。     

基于TDOA的网络化定位系统自适应站点优选算法

网络化无源多点时差定位系统具有部署灵活、易于扩展及无电磁辐射等特点,特别适合航天发射场等大规模场所的部署,实现对低空机动目标的定位。但当网络站点数量较多时,对所有站点进行信号采集传输将造成大量能量及网络资源的浪费。针对不同站点数量和站点位置对定位精度产生的影响,结合当前各站点无人机信号识别结果,提出了一种自适应站点优选算法,该算法基于Cramer-Rao界均值最小化原则,利用K均值聚类算法动态调整当前目标定位空间,可在密集部署的传感器站点中快速选择出符合定位要求的站点集。仿真结果表明,提出的自适应站点优选算法可有效提高网络定位精度。