球面阵列基线测向算法的误差分析

针对传统立体基线测向算法中阵元摆放形式单一和天线盘体积受限等问题,提出球面阵列基线测向算法。首先根据简单的几何理论推导出辐射信号入射到不同基线得到的相位差公式,然后采用记忆梯度法求解3个相位差公式构成的非线性方程,得到辐射信号的来波方向。最后通过推导与化简基于球坐标下天线阵列的测向误差公式,从理论上证明球面3根天线阵列被一平面截得的圆为球大圆时测向误差最小,进而提出天线阵列的最佳摆放形式。研究结果表明:与同类算法相比,该算法中阵元位置由平面扩展到空间,摆放更加灵活,使得多模制导的导引头中基线空间位置关系不受限制;所提算法的测向性能(测向均方误差和解模糊概率)良好,对通道不一致系统具有较强的鲁棒性。     

三通道干涉仪雷达测角方法

针对米波雷达天线同有尺寸较大的问题,研究用3根接收天线实现全空域探测的雷达测向算法.根据天线放置的等边三角形几何关系,通过天线阵子间的相位差就可计算目标的方位和俯仰信息,天线阵子问的相位差通过快速傅里叶变换(FFT)数字比相法获得.对于动目标检测(MTD)雷达,根据三通道的动目标检测结果即可求得目标的相位差并进行干涉仪测向,给出了基于此方法的一种典型的雷达测向系统结构及其实现步骤.分析了三通道干涉仪测角误差的影响因素,给出了不同信噪比下测角误差的仿真结果.仿真结果证明了该方法的有效性和实用性.     

仿奥米亚棕蝇的小型短波天线阵测向算法

根据奥米亚棕蝇(Ormia ochracea)的耦合听觉系统放大两耳信号相位差的机制,提出将奥米亚棕蝇耦合听觉系统运用于小型天线阵列的测向中.通过调整天线的导向矢量,放大包含来波信号到达角信息的不同通道接收信号间的相位差,再利用多重信号分类(MUSIC)算法进行测向.利用垂直放置的二元单极子交叉环阵列进行仿真实验,结果表明:利用奥米亚棕蝇耦合系统的MUSIC算法估角具有更高的估角精度,10 dB信噪比条件下估角均方根误差相对传统MUSIC算法估角降低了 2°,估角精度提升了约55％,验证了该方法应用于小型天线阵列测向的可行性.     

一种基于位置修正和卡尔曼滤波的姿态角推算算法

在动态载体如汽车、船舶或静态载体如桥梁,房屋的姿态推算中,使用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)进行载体测向比起使用惯性传感器成本较低,且随时间不会累积误差。针对在多天线基线解算时存在的接收机时钟不同步造成基线解算精度下降,以及载体运动过程中多径和周跳等造成的误差问题,本文提出了一种基于参考天线位置修正的扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)算法,根据载体移动速度和接收机之间的时钟差对每一历元载体参考天线位置矫正,提高基线解算的精度,从而提高姿态角精度。基线解算采用实时动态定位技术(real time kinematic,RTK),根据接收机给出的载波相位观测量,在参考天线和其他天线之间做双差建立观测方程,求解出基线向量。将得到的多组基线向量利用最小二乘法求解出姿态角。根据实际测试表明,该方法在基线长度不超过1.5米的情况下,静态航向角和俯仰角精度达到0.2°,低动态情况下航向角精度达到0.2°,俯仰角精度达到0.3°。     

干涉仪测向解模糊方法

介绍了干涉仪测向基本原理,针对干涉仪测向模糊问题给出了长短基线法、参差基线法、虚拟基线法、无模糊长基线干涉仪测角法、立体基线法5种解模糊的方法,并分析总结了各种解模糊方法的特点以及适用条件.     

浅析无线电测向本机误差及解决途径

无线电通信测向机作为一种测量设备,与其他各种测量仪器一样,在测向过程中,总会由于各种各样的原因而造成测向误差。本论文中重点研究无线电通信测向机本机误差,细致分析了由于测向机（包括天线体系、终端示向设备）本身的各种缺陷导致测向过程中产生的示向度误差,并提出了校正方法。     

基线倾角对相位干涉仪测向的影响

在相位干涉仪测向系统中，通常都认为基线倾角对相位的影响是可以通过几何投影的方法得到等效基线来消除的．针对基线倾角的存在，从相位干涉仪测向原理出发给出了定性的分析，指出了基线倾角给相位干涉仪测向系统带来的测角错误，并通过实验的方法证实了其分析的正确性，在实际工程应用上具有一定的指导意义．     

免疫神经网络用于侦察测向的技术

利用神经网络适合于做模式分类的特点 ,将测向问题转化为模式识别 ,建立了两级免疫径向基函数 ( RBF)网络进行测向 .基于圆形阵列天线测向的仿真结果表明 ,对于四天线元的情况 ,在信噪比为 1 2 d B时 ,免疫 RBF网络系统的测向误差小于 1°;对于八天线元的情况 ,在信噪比为 8d B时 ,免疫 RBF网络系统的测向误差小于 0 .8°.说明这种免疫 RBF网络测向系统达到了相当高的测向精度 .     

移动卫星通信低成本多传感器融合姿态估计方法

针对低成本移动卫星通信终端的天线姿态估计问题,提出了一种基于自适应滤波的低成本多传感器融合姿态估计方法.该方法通过融合微机械陀螺信息和加速度计重力场测量信息来得到精确的水平姿态角估计;通过融合单基线GPS高精度的航向角测量与陀螺信息保证航向角精度.在单基线GPS失锁的情况下,利用机动加速度观测对融合滤波器进行自适应控制,与标准平方根无迹卡尔曼滤波器相比,有效地克服了机动加速度影响.实验结果表明:所提出的低成本姿态估计方法在单基线GPS锁定或短时间失锁情况下,能够满足宽带移动卫星通信天线波束对准精度要求,三维姿态角误差均小于0.5°.     

开环旋转相位干涉仪DOA算法分析

为解决宽频带测角模糊,利用弹体旋转带动天线旋转式相位干涉仪,提出了基于开环旋转干涉仪测向方法,并分析了其解模糊原理.相比于闭环旋转干涉仪测向,有实现结构简单、覆盖更宽雷达重复频率范围等优点,仿真结果表明,提出的方法在解决测角模糊的同时,具有优良的测角精度.     

双H型比相测向天线的测向精度研究

本文简述了通信对抗中用来精确、快速测定无线电电台方位的测向天线的原理，建立了双Ｈ型比相测向天线的相位方向性函数和幅度方向性函数，用数值计算分析了天线之间的互耦与测向精度的关系；理论结果为实验数据提供了理论依据，同时也找到了提高测向精度的途径，在研制此类天线中有其参考价值．     

自航式声诱饵的艇载短基线阵定位方法研究

针对自航式声诱饵的战术使用特点和潜艇艇型特点,探讨利用艇载式短基线测量阵对其进行定位的方法,并对短基线测量系统的组成功能和阵形进行初步设计。文章还研究短基线测量阵的定位解算方法,并对典型工况下的测向误差分布进行仿真分析。仿真结果表明,系统在5km范围内的测向精度优于1?,能满足自航式声诱饵海上对抗效果的评估需求。     

PCO值对于基准站定位精度影响及快速测定方法研究

天线相位中心误差,对于高精度卫星导航用户机的定位精度有较大影响,对于短基线定向或是RTK作业,两个天线的生产型号一致时,PCO误差极大的削弱,可以无需考虑,但对于基准站这种使用单个零相位中心天线为用户提供高精度差分信息的用户机,天线的PCO值是必须考虑的定位误差源.本文介绍了Pco误差的来源,对基准站定位精度的影响、外场条件下PCO值的测定,提出一种简单方便的快速求解PCO值的方法,并在实测中得以验证.     

毫米波频率步进信号目标辨识角误差信息提取途径

研究在频率步进目标辨识功能下,获取弹目线相对于导引头轴的俯仰及偏航角误差信号的可能途径。方法根据圆锥扫和实验数据对天线波瓣方程进行拟合,从而论证获得取获角误差信号的３种可行性方案。     

基于多台GPS接收机的三维姿态确定与精度分析

根据一个模拟动态定位实例,采用多台GPS接收机动态定位,得到单历元定位结果,然后采用不同的天线组合解算姿态.结果显示,对于约5 m长宽的基线组合,获得的航向角精度约为0.05°,横滚角和纵摇角的精度约为0.2°;对于约10 m长宽的基线组合,航向角精度约为0.03°,横滚角和纵摇角的精度约为0.11°.可知,姿态角的精度与纵横向的基线长度有关.当基线长度相同时,航向角的精度高于横滚角和纵滚角.其中,航向角和纵滚角的精度主要与航向长度有关,而横滚角则与横向长度有关.基线越长,对应的姿态角的精度越高.     

运动单站单基线解模糊定位算法

针对传统干涉仪多频段测向定位系统复杂、单基线测向模糊等问题,提出一种基于运动单站单基线对地面静止辐射源解模糊无源定位方法。首先,建立基于模糊相位差几何特性的无源定位模型,然后推导出在最大似然比条件下模糊相位差的代价函数,通过樽海鞘群优化算法估计辐射源位置,最后推导出该无源定位模型下的定位误差几何精度因子(GDOP)。研究结果表明:本文所提出的方法能够在低信噪比条件下达到较高的定位精度,仅利用单基线干涉仪即可对多个频段辐射源进行定位。     

变形双反射面天线的机电耦合分析方法

双反射面天线广泛应用于雷达、卫星通信和射电天文等领域,针对变形双反射面天线的电性能求解问题,本文提出了基于物理光学法的机电耦合分析方法.深入分析了双反射面天线主副反射面变形对天线电性能的影响,通过将主副反射面轴向变形转换为天线远场积分公式中的相位误差影响项,建立了反射面表面结构位移场与天线远场之间的机电耦合关系.进一步将相位误差影响项作一阶泰勒级数展开,使得结构误差从天线远场积分运算中独立出来,通过构建包含主副反射面变形信息的误差矩阵可实现变形反射面天线远场的快速计算.对一个2.2 m天线进行案例分析,结果验证了所提方法的正确性.     

基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力. 采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线. 并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法. 研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.      

旋转天线法确定天线相位中心偏差

结合测量值单差计算与kalmen滤波原理,实验测量过程中采用一机双天线型号接收机可完全消除接收机钟差,改进传统GPS天线相位中心偏差的数学模型,可计算出多路径误差并进行消除,然后以旋转天线法进行测量实验,可以对基线值进行改正并精确的计算出天线相位中心水平偏差值.通过实例验证,该文提出的方法可以准确给出天线相位中心水平偏差值及基线值,结果的精度高于传统方法,且精度是符合GPS高精度测量的要求.     

基于超短基线的GPS测姿算法研究

针对超短基线下姿态测量结果稳定性差及可靠性低的问题,提出一种更加可靠稳定的基于超短基线的全球定位系统（global positioning system,GPS）姿态测量算法。构建了扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filtering,EKF）模型,并对扩展卡尔曼滤波模型中测量噪声矩阵采用基于卫星高度角模型,得出比较准确的浮点模糊度;联立了载波双差观测方程和伪距双差观测方程,并采用改进模糊度最小二乘去相关平差法（modified least-squares ambiguity decorrelation adjustment algorithm,M-LAMBDA）进行快速模糊度固定解算;利用了滤波法进行姿态解算。实验结果表明,与其他测姿算法相比,该算法可适用于超短基线,能够提高姿态结果的稳定性与可靠性,在基线为20 cm静态环境中,该算法模型航向角的误差方差为0.1左右,航向角的绝对误差为2°左右。在基线为20 cm动态环境中,该算法模型航向角的误差方差为2左右,姿态角的绝对误差为3°左右。