雷达与经纬仪的联合定位方法

在测距雷达与经纬仪组成的测量网络中,为了提高目标的跟踪定位能力和获取更多的弹道数据,提出了雷达与经纬仪的联合定位方法.根据雷达与经纬仪实时跟踪目标时的几何关系,推导出目标定位的计算公式.将经纬仪的测角信息和雷达测距信息进行数据融合,得到目标相对于经纬仪的距离,进而确定目标的三维位置信息.分析了定位误差的主要来源,明确了该方法的适用范围.在雷达与经纬仪跟踪远距离目标过程中加以应用.结果表明,雷达与经纬仪间的测量基线越小,该方法的定位误差越接近雷达的测距误差.     

雷达-光电经纬仪联合定位模型及误差分析

在现代靶场测量系统中,将不同测量设备测量数据进行融合处理以提高系统的综合测量水平和设备的使用效率。利用部署在光电经纬仪附近的雷达,建立雷达-光电经纬仪联合定位模型,将测角信息和部署在其附近雷达的测距信息进行数据融合,可以得到目标相对于经纬仪的距离,从而确定目标的空间三维位置;分析了定位模型的主要误差来源和典型情况下的误差情况。其结果表明,在典型情况下雷达经纬仪联合定位模型距离定位误差与雷达测距误差基本相当。     

提高FMCW雷达测距精度的算法研究

FMCW雷达的测距误差主要受信噪比和扫频宽度影响:当信噪比较低的情况下,雷达的测距误差很大,甚至可能导致结果错误;雷达的扫频带宽决定了雷达的测距固定误差,FFT的频谱估计精度与FFT频率量化相关,当测距精度要求很高时,单纯利用FFT频谱估计目标距离无法达到目的。采取的方法是利用FFT得到FMCW雷达差频信号谱峰的粗略范围,再对这一范围进行频谱细化,从而实现频率(距离)高精度估计。     

测量雷达的距离多普勒耦合修正方法研究

线性调频脉冲压缩体制的测量雷达,在探测运动目标时,由于距离-多普勒耦合效应的影响,多普勒频移会使雷达产生测距误差,且该误差与目标径向速度成正比。针对该问题,文章在分析多普勒频移对线性调频脉压影响的基础上,给出了距离多普勒耦合修正方法,并利用雷达实测数据进行了验证,有效提高了测量雷达的测距精度。     

无人机对地成像定位方法

为解决基于单张图像的传统无人机对地定位方法的精度不能满足精确打击作战需求的问题,本文提出一种新的无人机对地定位方法.该方法通过线性化共线条件方程建立摄像机姿态角和焦距迭代计算模型,根据非共线位置拍摄的多帧图像及至少3个可识别同名像点坐标迭代计算摄像机姿态角和焦距的精确值,然后利用多摄站前方交会法求取地面目标的三维坐标.该方法不依赖于数字高程模型(DEM)及像片内外方位元素的测量值,消除了传统无人机对地定位方法三个定位误差源中的两个,因此具有较高的定位精度.仿真与真实图像实验计算表明:摄站本身坐标误差的大小是决定对地定位精度的主要因素,当采用DGPS定位摄站时,可以获得很高的目标定位精度.     

一种声线修正的查表方法

在利用时延测距的水声定位系统中,由于在海洋中存在声速梯度,声线传播发生弯曲,为了提高定位精度,提出了一种声线修正的查表方法。由射线声学理论可知,声传播距离和时间都是声线初始掠射角的函数,在声源深度、接收深度和声速分布已知的情况下,对每一个初始掠射角,必有唯一一个传播时间和距离与它相对应,根据声线的这一特征,可以用查表法通过声传播时间来确定相应的传播距离。通过建立传播时延与声源与接收机的水平距离的对应关系表,利用声线在水平面的投影水平距离通过圆交汇解算出目标的位置,而不是利用声线弯曲的斜距进行球面交汇解算出目标的位置。仿真和海试结果表明,在复杂水文条件下,该方法能有效提高水声定位精度。     

距离自动跟踪提高精度的研究

雷达的作用就是探测目标，其中测距是最基础的。距离跟踪的主要原理是通过将测时求目标距离的问题转换成为消除时间差的问题⑴。但是由于电磁环境的日益复杂电子干扰技术的发展，使得仅仅依靠距离波门测距的精度下降。本文将通过建立复杂环境下的雷达回波信号，通过仿真距离波门对回波信号的作用，来分析测距误差的产生原理，并提出如何利用遗传算法来解决测距误差的问题。     

水下网络移动节点分布式定位算法

随着水下网络系统的发展,水下移动节点的分布式定位技术的研究受到关注。提出了一种自组织、可容忍节点失效与测距误差、计算量和通信开销小的分布式水下节点定位算法,该算法利用自适应加权、循环三角组合测量法提高定位精度。对基于TOA测距的循环三角组合算法的定位精度进行了仿真,分析参考节点数对平均定位误差的影响,并与三边测量法的定位精度进行了比较。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,对节点失效和测距误差的鲁棒性高,并且降低了水下网络对参考节点的密度要求。     

一种信标水声定位的改进扩展卡尔曼滤波算法

水声测距误差通常偏离高斯分布,纯距离扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)定位跟踪算法误差较大。在将测距噪声分为高斯分量和非高斯缓变分量的基础上,提出了一种改进的扩展卡尔曼滤波EKF算法(Improved Extended Kalman Filter,IEKF)和初值选取方法。利用仿真实验和湖试对IEKF算法进行了验证,结果表明IEKF算法能够对测距偏差进行跟踪补偿,定位精度明显优于常规EKF算法。     

一种多途环境下水下运动目标被动定位方法

本文根据实际情况建立多途信道和传播模型，由此模型提出了一种利用单水听器进行目标距离事先预知，事后修正的被动测距方法，文章分析了测距误差，在此基础上又提出了利用３个水听器组成的基阵进行运动目标被动跟踪定位的方案，根据该方案建立的定位系统进行海上试验，数据处理结果令人满意，海上试验表明，该方案是一种易于实现而又非常实用的方法。     

基于无偏转换的雷达配准算法

在多雷达数据处理系统中,雷达本身的系统偏差是影响目标跟踪和数据融合质量的一个重要因素.为了使融合结果更加准确可靠,本文提出了基于无偏转换的雷达配准算法.该算法是通过无偏转换把其它雷达的测量转换到主雷达下,利用各雷达相对主雷达的测量差值,采用Kalman滤波器实时估计出各雷达的系统偏差(方位和距离),从而进行配准.仿真实验结果表明这种算法是有效的.     

基于最小二乘估计的多站交会方法

在多台电视经纬仪组成的测量网络中,为了提高目标的捕获、跟踪能力,减少交会模型切换带来的引导数据的波动,提出一种基于最小二乘估计的多站交会方法.该方法根据电视经纬仪实时跟踪被测目标时的几何关系,利用电视经纬仪的站点位置和实时获得的目标测角信息,对于每台电视经纬仪都构造两个垂直相交于其测量方向线的平面,再用最小二乘原理估计被测目标的空间坐标.在两台电视经纬仪实时交会时,异面交会法是该方法的特例,于是证明该方法是有效的.仿真试验结果表明,与异面交会法相比,此方法产生的引导数据平滑、无波动,二者的定位误差均小于0.18 m,能满足电视经纬仪多站交会定位的要求.     

一种用于电视跟踪系统中的多模式数据融合方法

基于单传感器多模式数据融合的思想,设计了一种联合卡尔曼滤波器。通过卡尔曼滤波分 散处理多个模式跟踪结果数据,再将处理结果进行全局融合得出跟踪最终结果。仿真和室内实验都表明,这种方法用于实时电视跟踪系统中可有效提高跟踪精度,融合后的均方误差是融合前的0.05倍,具有一定的容错能力,运算量小,且易于实时实现。     

一种二分迭代实时声线修正算法

为提高对水下目标的定位精度,提出并实现了一种二分迭代实时声线修正算法。首先通过二分迭代法快速搜索出水下声源所发出的定位声信号传播声线的初始掠射角,然后以该初始掠射角对应的唯一声线为基础,根据斯涅耳(Snell)声线折射定理计算得到声源与水下接收阵元的距离值,最终利用与声线相符的三路测距值进行交汇解算,完成实时声线修正定位。湖上试验结果表明,该算法简单易行、运算速度快,能够满足实时修正处理的要求,在复杂水文条件下提高了水声定位系统的定位精度。该算法具有良好的工程实用性和通用性,可推广应用于同类水声跟踪定位系统。     

雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法

为了提高飞行器的事后定位精度,提出了一种基于多台雷达光电经纬仪外测数据融合的处理方法.给出了雷达光电经纬仪外测数据的数学模型,将样条约束方法应用于角度、距离和速度测量数据的融合处理,建立了飞行器位置参数和设备系统误差的联合求解模型,通过充分利用雷达测量数据来增加模型的冗余度.仿真结果表明,与单纯的角度数据融合相比,角度、距离和速度测量数据进行融合可以显著提高飞行器位置参数和设备系统误差的估计精度.     

反馈信息数据融合算法在实时数据处理中的应用

本文研究分析了融合无反馈信息雷测设备局部状态估计,引入了反馈数据信息的光测设备目标局部状态估计获得目标融合航迹的算法,并通过在光测和雷测设备实时数据融合处理中的试验验证,证明了该算法可有效改善目标跟踪精度,减小系统的动态误差.     

舰船雷达电波折射修正新方法研究

为了提高雷达精度，舰船雷达一般都进行电波折射误差修正．由于无法精确测量大气剖面，故舰船雷达的电波折射修正精度较低．文中提出了一种基于微波辐射计大气遥感的电波折射实时修正新方法，它不仅具有全天候、实时性、机动性等特点，而且可以直接测量出电波传播路径上的大气附加时延积分，从而直接给出距离误差修正量．经与常用的2种电波折射修正方法比较，证明它的精度较高．     

基于概率图模型的单信标定位算法研究

随着人类对海洋认识的逐步深入，水下目标的位置信息成为了一种不可或缺的水下信息源，传统的水下定位方法已经不能满足不同场景的应用需求。无论是在测量信息多元化时的多元信息融合定位，还是测量信息不足时的时域信息联合定位时均存在局限性。为此文章提出了基于概率图模型的单信标定位算法，在信标稀疏或者信标通信信息缺失的情况下，通过联合目标时域上其他位置时刻的所有量测信息，从而实现目标定位。此外文章还分析了模型分辨率和测距误差对定位结果的影响，并通过湖试验证概率图方法的有效性，证明其能够在传统定位方法无法使用的单信标的定位跟踪过程中，估计出每一时刻目标的位置，描述目标的运动轨迹。平均定位精度达到1.203 5 m。