扫描GMTI系统运动目标精确定位方法

运动目标定位性能会受到通道一致性和基线误差等系统非理想因素的影响。介绍了误差等效基线的概念来描述以上误差,并在此基础上提出了一种新的扫描地面运动目标检测（ground moving target indication, GMTI）系统的运动目标定位方法。该方法的主要步骤包括测量不同误差等效基线对应的杂波抑制锐化比,确定最优误差等效基线及运动目标定位。此方法的关键步骤是通过令杂波抑制比最大化来估计最优误差等效基线,这确保了估计的最优误差等效基线与数据真实误差特性相吻合。因而,其定位性能明显优于采用名义基线的定位结果。实测数据处理结果验证了方法的性能。     

分布式卫星SAR系统时变基线补偿方法

针对分布式卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统中星间基线时变导致高程干涉相位补偿困难和SAR图像对相干性下降的问题,从分布式卫星SAR系统的观测几何构型出发,提出了一种时变基线补偿方法。该方法采用总体最小二乘法拟合航迹方程,并依据方程参数重构虚拟的平行航迹,通过补偿原航迹和新航迹上的观测波程差获得等效的固定基线回波数据。仿真实验表明,采用该方法进行时变基线补偿后,能有效提高SAR图像对的相干性和地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)性能。     

星机双基地SAR-GMTI中的运动误差分析

运动误差补偿影响杂波抑制、多普勒参数估计和目标聚焦成像,是双基地合成孔径雷达地面运动目标检测(synthetic aperture radar ground moving target indication , SAR-GMTI)的一项关键技术。根据星机双基地系统的特点,提出了一种有效的运动误差分析和补偿方法。从星机双基地SAR GMTI的运动误差几何模型出发,分析出误差对运动目标参数的影响,并给出了相应的补偿因子。特别针对地势起伏和斜视角不能忽略的情况,分析了误差补偿的偏移量并提出了有效的补偿方法。最后,计算机仿真验证了所提方法的有效性。     

对地面动目标检测雷达的干扰技术综述

地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)系统能够实现对地面运动的检测、定位、测速等功能,并生成地面态势信息。由于现代战争“发现即摧毁”的特点, GMTI系统对地面运动目标构成严重的威胁。为了有效对抗GMTI系统,提升对地面运动目标的防护能力,对GMTI干扰技术进行综述。首先介绍了目前GMTI发展状况,之后介绍了GMTI干扰技术发展状况,并主要从干扰效果、干扰调制方式、干扰布站方式、干扰能量来源等角度对GMTI干扰技术进行概述和总结,最后对GMTI干扰技术发展趋势进行了分析。     

基于EKF/SF的BDS短基线多径抑制方法

多径是影响载波相位差分定位性能的主要误差源。针对传统恒星日滤波(sidereal filter, SF)无法同时抑制系统部分和随机部分多径误差影响的问题,提出一种扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)和SF组合的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)短基线多径误差抑制方法(EKF/SF)。首先使用基于单差观测量的SF削弱多径系统误差带来的影响,再结合EKF的优势,对残余多径误差所包含的随机误差影响进行抑制,从而达到最大化抑制多径误差的目的。BDS短基线单频载波相位差分定位实验表明,相对于单纯的SF和EKF,采用EKF/SF方法的模糊度固定率分别提高了10%和43%,定位精度可分别提高84%和90%。     

对地面动目标检测雷达的干扰技术综述

地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)系统能够实现对地面运动的检测、定位、测速等功能,并生成地面态势信息。由于现代战争“发现即摧毁”的特点, GMTI系统对地面运动目标构成严重的威胁。为了有效对抗GMTI系统,提升对地面运动目标的防护能力,对GMTI干扰技术进行综述。首先介绍了目前GMTI发展状况,之后介绍了GMTI干扰技术发展状况,并主要从干扰效果、干扰调制方式、干扰布站方式、干扰能量来源等角度对GMTI干扰技术进行概述和总结,最后对GMTI干扰技术发展趋势进行了分析。     

旋转长基线干涉仪的系统偏差联合估计方法

针对旋转长基线干涉仪(rotating long baseline interferometer,RLBI)定位系统中接收通道幅/相不一致性、机械加工误差、基线的安装偏差等因素对定位的影响,建立了RLBI系统偏差的模型,证明了基线转角偏差和转轴偏角两种系统偏差的等效性,给出了理论定位偏差的计算方法,指出了引起显著定位偏差的系统偏差,对此提出了一种基于已知位置标校站的系统偏差联合估计的高斯牛顿迭代方法。仿真分析表明,该方法的估计性能可达到克拉美-罗下限(Cramer-Rao lower bound, CRLB),基于单标校站估计和标校系统偏差即可显著提高系统的定位性能。     

基于信号子空间处理的ATI误差校正方法

在机载合成孔径雷达/地面动目标指示(SAR/GMTI)应用中,各误差因素常使得沿航迹干涉(ATI)方法失效,限制其实际应用。推导并仿真了同步定时误差和姿态误差引入干涉相位误差,导致ATI动目标检测性能下降的情况,提出了一种基于信号子空间处理的解决方法,并对以上误差情况分别进行了分析和校正。仿真结果表明,该方法可使ATI对误差因素的敏感度下降,从而提高动目标检测性能,扩大ATI的适用范围,具有一定的工程参考价值。     

分布式小卫星SAR回波信号仿真

基于分布式卫星的空间构形及相对运动，在地心赤道坐标系内分析了卫星平台与地面目标之间的瞬时距离、相对速度及加速度变化规律，给出一种基于编队构形的分布式小卫星SAR目标回波信号产生的方法，并用距离-多普勒算法进行成像。这为进一步研究基于分布式卫星SAR的动目标检测性能提供了数据基础，有助于编队卫星SAR系统参数设计和选择。     

基于相位差变化率测量的单站定位方法

利用观测平台相对目标辐射源的运动信息,在测角基础上增加相位差变化率信息可实现对目标被动定位,但该定位方法通过相位差法测角,需要增加设备以解相位模糊.针对上述不足,提出一种三角基线只测相位差变化率的定位方法,该方法通过测量两组相位差变化率解得方位角,避免了解模糊运算.给出了测角误差、定位误差表述式,通过仿真分析了相位差变化率对测角精度、定位精度的影响.     

基于穿越时刻的前向散射雷达网目标参数估计

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)的外辐射源雷达是当前雷达界关注的热点。本文首先建立了以GNSS为辐射源的前向散射雷达(forward scatter radar, FSR)网模型，实现了仅利用目标穿越多个基线时刻来估计目标运动参数，并从理论上证明了最小组网构型；然后推导了参数估计的精度，并通过仿真分析了穿越时刻误差、站址误差、发射/接收站布局、目标高度等对目标参数估计精度的影响。仿真结果表明，在考虑系统实际参数测量误差和站址误差条件下，目标位置估计误差可达百米量级，可以满足预警要求，所得结论对天发地收模式下FSR网系统构建具有参考意义。     

基于星载双频GPS的长基线卫星编队高精度快速星间相对定位

国际全球导航卫星系统服务(international GNSS service,IGS)精密星历产品的产生时间较长和一阶差分电离层延迟影响是长基线卫星编队利用星载双频全球定位系统实现高精度快速星间差分相对定位存在的两大问题.针对上述问题,提出了一种基于IGS超快速星历的动力学单差消电离层组合相对定位方法,该方法利用IG...     

双基地声纳定位精度和算法研究

根据双基地声纳定位的特点，提出了一种单纯基于声波到达时间(TOL)的双基地声纳定位算法，给出了算法的原理和误差分布。通过数值仿真，研究了基线长度、时间测量误差对算法定位性能的影响。仿真结果表明，TOL算法的定位精度与基线长度有关，随着基线长度的增加，定位精度提高。时间测量误差对算法的定位精度影响较小。与同等条件下单基地声纳定位相比，双基地TOL算法具有更高的定位精度。该研究为多基地声纳新体制的建立，提供了理论依据。     

双通道MIMO-SAR运动目标成像

基于双通道多输入多输出合成孔径雷达(multiple-input multiple-output synthetic aperture radar, MIMO-SAR) 新体制,提出一种置换相位中心天线(displaced phase center antenna, DPCA) 离散调频傅里叶变换(discrete chirp-Fourier transform, DCFT) 实现运动目标的检测、定位和成像的方法。提出利用DCFT方法估计运动目标径向速度,考虑到线性调频信号通过DCFT处理后的单峰值特性,给出一种估计目标运动沿航向速度的快速搜索方法。由于同一多普勒中心频率在不同载频下的脉压位置不同,因而可以利用位置的比值来确定模糊次数,从而实现了运动目标的正确定位。在解模糊过程中,给出了载频设计分析。通过将传统双通道DPCA的一发多收体制扩展到双通道MIMO体制,不仅能够实现低信噪比情况下动目标检测,还可以完成动目标速度测量、定位和成像。     

基于因子图协同定位辅助的单星定位方法

在诸如行星探测,战争损毁等导航星座拒止环境下,单星定位系统可以快速部署为目标提供定位支持,但单星定位系统较大的定轨误差导致定位误差较大。针对上述问题,提出了一种基于因子图协同定位辅助的单星定位方法。首先,通过多组卫星不同时刻的伪距差值构建定位双曲面为定位目标提供连续定位并减小卫星和接收机钟差的影响;其次,利用多个定位目标之间的高精度测距信息建立协作因子图,并利用该协作因子图辅助单星定位系统的定位结果,从而提高定位精度。将所提出的单星定位方法与现有的多普勒单星定位方法和径向加速度单星定位方法从卫星定轨误差、测距误差和定位误差3方面进行对比。仿真结果表明,所提出方法的定位误差仅为其他两种方法的1%～10%。     

概率约束MIMO雷达稳健发射波形设计方法

传统多输入多输出(multi-input multi-output, MIMO)雷达发射波形设计方法对传播矩阵误差敏感,导致难以得到最优的匹配波形,进而造成系统检测性能严重下降。针对此问题,提出一种基于概率约束的MIMO雷达稳健发射波形设计方法。该方法考虑最差情况的发生为小概率事件,基于输出信噪比(signal noise ratio,SNR)低于可接受水平的概率小于中断概率的约束条件,通过最大化输出信噪比设计最优波形。利用传播矩阵误差的概率分布特性,将概率约束转化为凸约束,从而将统计优化问题转化为确定性优化问题。该方法在传播矩阵存在误差情况下以高概率实现系统性能最优化。仿真结果表明所提方法能够提高输出SNR,具有较好的检测性能。     

基于实测数据的广域三通道SCANSAR-GMTI算法

根据广域三通道扫描模式合成孔径雷达地面动目标检测(scan synthetic aperture radar ground moving target indication, SCANSAR-GMTI)实测数据的分析,提出一种广域三通道SCANSAR-GMTI系统的动目标检测、测速、定位及航迹检测的方法。该方法在保持杂波抑制后两通道的相位特性一致的前提下,采用两路杂波抑制性能整体最优的3多普勒通道变换(3 Doppler transform, 3DT)方法,保证了系统的杂波抑制能力,结合相位干涉原理实现运动目标定位、测速,补偿载机运动带来的场景移动后实现了目标航迹的检测。最后,给出了对三通道实测数据的处理结果,验证了该方法能有效地检测地面慢速运动目标并检测其航迹。     

基于多频模糊度解算的BDS/GPS中基线 AEKF RTK算法

为了提高中基线实时动态(real time kinematic, RTK)定位的模糊度解算成功率和定位精度,提出一种基于三频北斗系统(BeiDou navigation satellite system, BDS)和双频全球定位系统的多频模糊度解算算法。该算法结合三频模糊度解算(three carrier ambiguity resolution, TCAR)和最小二乘降相关(least square ambiguity decorrelation adjustment, LAMBDA)算法通过三级迭代固定模糊度。此外,为了减少电离层延迟等误差对模糊度解算的影响,提出一种组合系数搜索算法。利用自适应扩展卡尔曼滤波实现RTK定位。在中基线实验中,将提出算法与BDS TCAR和单/双系统LAMBDA算法在成功率和定位精度方面进行比较。结果表明,所提算法的成功率最高,可即时固定模糊度,且定位误差在毫米级,精度在3种算法中最优。     

空基双探测端分布式定位系统的航迹控制

针对空中运动目标参数的实时解算和定位精度问题,基于运动多站无源定位技术,设计了空基分布式定位系统,利用测向交叉定位原理建立了双机协同被动定位模型。模型中完成信息保障任务战斗机的存在使得目标定位误差迅速最小化。通过动态规划法进行双机航迹控制算法设计。使用带有线性策略的共轭梯度法解算信息保障机的最优航迹。仿真表明,该控制算法可以得到信息保障机的最优航迹,双探测端分布式定位系统通过航迹优化,实现了对目标的快速高精度定位。     

弹载双基前视成像雷达解析-迭代定位方法

在弹载寻的制导阶段, 针对传统双基定位方法受限于速度、角度等参数精度的问题, 提出一种最优解析-迭代双基定位方法。该方法首先建立基于图像匹配的弹载双基前视成像定位模型, 并分析推导出定位模型的解析解集, 然后结合惯导参数与初始迭代点的选取准则, 确立最优初始迭代点, 实现快速迭代搜索, 获取接收雷达最优三维坐标, 完成双基雷达的精确定位。在此基础上, 建立运动误差和匹配误差模型, 并通过仿真实验分析其对定位精度的影响。仿真实验验证了在相同实验环境和条件下, 最优解析-迭代定位方法的有效性和准确性。