快速单站无源定位算法研究

论文摘要

本文研究了基于相位差变化率信息的单站无源定位问题。在现代电子战中,随着反辐射技术的发展,有源探测系统受到越来越多的威胁,因此,仅利用被动接收目标源的电磁波信息来实现无源定位成为国内外研究的热点。作为实现定位的基础,本文首先讨论了利用相位干涉仪对来波信号进行数字测向的理论算法。在对单基线、双基线和多基线测向模型进行深入研究后,重点讨论多基线相位解模糊问题,提出快速多基线相位解模糊算法,减小了算法计算量。在第三章和第四章,根据不同的应用背景,分别建立二维坐标场景和三维坐标场景定位模型,研究如何利用相位差变化率参数提取目标源的位置信息,分析了系统的可观测性、各参数测量精度对定位误差的影响,并引入时间片概念,比较了单次定位及多次定位的定位效果。由于相位差及相位差变化率参数精度对定位精度的影响很大,本文专门讨论了如何精确、有效地提取这两个参数的方法,研究了时域和频域两种鉴相算法,以及如何提取高精度的相位差变化率参数。并结合前面各章中研究的多基线测向算法、快速多基线相位解模糊算法、以及基于相位差变化率的单站无源定位算法,对整个测向+定位系统在二维模型场景中作了综合仿真,验证了在低信噪比情况下将频域鉴相算法运用到无源定位,提高定位精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无源定位技术的研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 多基线测向算法
• 2.1 引言
• 2.2 时差测向
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 双基线测向及其解模糊范围
• 2.2.3 精度分析
• 2.2.4 容差分析
• 2.3 多基线测向系统分析
• 2.3.1 三基线测向系统工作原理
• 2.3.2 三基线系统解模糊范围分析
• 2.3.3 三基线系统的容差分析
• 2.3.4 多基线测向系统工作原理及分析
• 2.3.5 多基线相位解模糊算法
• 2.4 测向算法及解模糊算法仿真
• 2.5 本章小结
• 第三章 二维坐标系场景单站无源定位原理
• 3.1 引言
• 3.2 基于相位差变化率定位法二维定位原理
• 3.2.1 二维定位问题的研究模型
• 3.2.2 二维坐标定位原理
• 3.3 可观测性分析
• 3.4 单/多次定位的精度分析
• 3.5 系统参数及测量参数精度对定位误差的影响分析
• 3.6 算法仿真
• 3.7 本章小结
• 第四章 三维坐标系场景单站无源定位原理
• 4.1 引言
• 4.2 基于相位差变化率定位法三维定位原理
• 4.3 可观测性分析
• 4.4 定位精度分析
• 4.5 算法仿真
• 4.6 本章小结
• 第五章 相位差数据的处理及相位差变化率数据的获取
• 5.1 引言
• 5.2 传统干涉仪测量相位差变化率的原理和测量精度的CRAMER-RAO 限
• 5.2.1 传统干涉仪测量相位差变化率的原理
• 5.2.2 相位差变化率的测量误差下界
• 5.3 相位差数据的提取
• 5.3.1 时域鉴相算法
• 5.3.2 频域鉴相算法
• 5.4 相位差变化率的提取方法
• 5.4.1 影响相位差变化率数据的因素分析
• 5.4.2 利用差分法提取相位差变化率数据
• 5.4.3 利用单时间片法提取相位差变化率数据
• 5.4.4 仿真结果及分析
• 5.5 本文测向加定位算法综合仿真
• 5.5.1 综合算法流程及仿真参数设置
• 5.5.2 仿真结果及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 在校期间研究成果
• 参考文献