基于引导源的目标定位算法与仿真研究

利用水下声信号的简正波传播特性,推导了一种利用垂直接收阵和已知宽带声源信号,对水下未知宽带声源进行距离估计的算法,即基于引导源的目标定位算法。该算法不需要建立精确的水下声场模型,且定位性能受海洋环境的影响较小。重点推导了算法实现过程,并简要介绍算法处理中的图像处理方法--Radon变换。对三组不同位置的声源,在不同海洋环境条件下进行了算法仿真。结果表明基于引导源的目标定位算法能快速、准确地估计出目标声源距离。     

舰船辐射噪声源定位及亮点信号提取方法研究

为了降低舰船的辐射噪声,需要了解舰船辐射噪声源的分布情况以及各部位辐射噪声的特性.为此介绍了一种聚焦波束形成声图被动定位法,可以给出噪声源位置分布图;并基于此提出了亮点信号提取法,用于分离提取各部位辐射噪声信号;针对强声源信号会对弱声源信号的定位及提取产生影响的问题采用自适应干状抵消法,抵消强声源信号来改善对弱源的声图定位效果及亮点信号提取效果.仿真研究表明,亮点提取法可有效的分离提取各亮点信号,得到的各个信号与其对应的辐射声源信号具有良好的相关性;自适应干扰抵消法可以有效减小强声源对弱声源定位,提取等的影响.     

基于伪信噪比最大化的盲源分离算法

针对电子战中各种信号混叠严重、难以分离的现象,提出一种新的瞬时线性混叠信号的盲源分离算法。该算法从独立信号完全分离时信噪比最大出发,用单位对称滑动权向量加权分离信号作为源信号,建立基于源信号和噪声信号协方差矩阵的伪信噪比目标函数,并将目标函数的寻优过程转换为求解广义特征值的问题。和经典的信息理论方法相比,该算法是一种全局最优的盲源分离算法,它不需要任何迭代运算,具有非常低的计算复杂度。仿真结果证明,该算法能够更加有效地分离线性混叠的雷达信号和通信信号。     

基于随机森林权重补偿的无人机高精度定位算法

为了减小室外无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)监测过程中的定位误差，对室外UAV进行实时定位，提出了一种基于随机森林的Chan-Taylor三维定位算法。通过K近邻对定位数据扩展后，根据Chan-Taylor算法将随机信号多径噪声转化为高斯分布，便于模型提取信号特征。使用交叉验证，实现随机森林特征参数与混淆矩阵阈值的自适应确定，并用该阈值衡量模型的一致性。利用分类结果更新UAV定位权值矩阵，有效地补偿目标高度数据。此外，使用标定UAV对设备误差进行估计，校正定位结果。理论分析与仿真结果表明，该算法能够有效地提高UAV定位精度，实现利用移动通信基站对UAV进行无源定位。     

基于累积张量分解的雷达信号欠定盲分离算法

针对时域和频域不充分稀疏条件下的雷达信号欠定盲分离问题,提出了基于信号不同时延的累积量与三阶张量分解估计混合矩阵的方法,并通过修正子空间投影算法完成对雷达源信号的恢复。首先将混合信号的四阶累积量表示成三阶张量,利用三阶张量分解获得混合矩阵估计值;通过求解雷达源信号任意时频点处对应的估计矩阵的列矢量,得到该时频点处最优超定矩阵的伪逆并恢复源信号。该算法可以解决复杂电磁环境下时频域同时混叠的雷达信号盲分离问题,仿真结果表明与现有算法相比提高了盲分离中混合矩阵估计性能和源信号恢复性能。     

面向非圆信号的四阶累积量直接定位方法

针对现有基于四阶累积量的直接定位方法阵列孔径扩展不充分以及数据冗余等问题，提出了一种针对最大非圆率信号的四阶累积量直接定位方法。基于移动阵列在多个时隙对目标观测的定位场景，该方法构造了一系列去冗余四阶累积量矩阵。结合辐射源信号的非圆特性，利用阵列接收数据和共轭数据来构成扩展数据模型，实现了阵列孔径扩展，使等效阵元数增加，从而提升定位性能，并通过重新构造快速提取无冗余数据，大大降低矩阵运算维度。由于结合了信号的四阶累积量与非圆特性，该算法适用于信源个数大于阵元数与阵列色噪声的复杂环境。理论分析与仿真结果表明，该算法具有计算量小、高估计精度以及高分辨率等优势，并在高信噪比条件下能够达到相应克拉美罗界。     

单站无源定位注入式仿真系统探讨

介绍了单站无源定位注入式仿真系统的组成及工作原理，阐述了注入式仿真系统中信号模拟器的组成、功能及软硬件实现思路，给出了在该系统和外场试验相对应的试验结果，该系统中针对常规脉冲信号和线形调频信号（LFM），对于径向加速度和脉冲到达时间（Toa）两种观测量的仿真结果，验证了单站无源定位的理论的有效性和可行性，对该系统的应用前景进行了展望．     

一种盲源分离初始化方法的研究与仿真

针对盲源分离的初始化问题,提出一种盲源分离初始化方法.该方法首先对接收到的混合信号进行小波稀疏分解,然后选取稀疏性最好的分解系数组,并在其星图中通过聚类方法寻求聚轴来估计混合矩阵.最后,采用这一混合矩阵估计值对FastICA算法进行初始化.仿真实验表明,该初始化方法能避免盲源分离算法收敛时陷入局部最小,加快算法收敛,同时使盲源分离算法的分离精度提高10～26dB.     

基于阵列天线的UWB定位方案研究

为实现简单而精确的定位,提出了一种基于阵列天线的超宽带(ultra wideband, UWB)定位方案。在定位源末端设置4根阵元天线,用于检测未知节点发射的UWB信号,各天线接收的信号经统一的中央处理单元,只需单个定位源就能完成未知节点的三维定位。通过UWB多径信号检测算法进行到达时间差(time difference of arrival, TDOA)估计,无需收发两端时钟同步,且避免了使用复杂的波束赋形技术。同时,提出了一种UWB多径信号检测算法,在分析误差模型对定位精度影响的基础上,以IEEE 802.15.4a信道模型的CM1~CM8为依据,对方案进行了误差性能仿真实验。结果表明,所提方案可实现精确定位,误差达厘米级。     

高频地波航海导航定位方法研究

提出了一种基于高频地波传播的船只导航定位系统设计方法。该方法通过接收3个固定发射基站发射的导航定位参考信号(时基同步的线性调频信号),借助于谱分析技术实现了定位船只的距离与运动速度信息精确提取以及天地波信号的有效分离。数据仿真表明,定位精度与测量信噪比相关,即相参积累时间越长,定位精度越高,因此通过调整相参积累处理时间即可获得定位精度所要求的累积信噪比。     

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。     

一种排除无源交叉定位虚假交点的新方法

消除测向线虚假交点是无源交叉定位的关键技术,目前已经研究了多种解决这一问题的方法,如最小距离法、最大似然法和周期谱相关法,但它们或有效性低,或计算量大,或计算复杂性高,并存在要求某些先验信息等缺点。本文提出了一种排除无源交叉定位虚假交点的新方法,称为基准线最小距离法。这种方法只需要测向信息,不需要任何其它先验信息。计算机模拟结果表明本文提出的方法是有效的,且计算量适中。     

基于概率累积的非通视无源定位方法

着眼解决复杂城市环境中非通视条件下的无源定位问题,提出了一种基于概率累积的无源定位方法,将多个三点测量系统得出的辐射源位置分布概率进行累加,取累加后概率的极大值处作为对辐射源位置的最终估计.仿真结果表明,此方法中接收机本身的定位精度对定位结果的影响不大,仿真区域内几乎所有辐射源的定位误差均小于30 m,平均测量偏差为1...     

基于合作目标的外辐射源雷达发射站直接定位

外辐射源雷达利用已知位置信息的第三方发射站发射的信号作为照射源,对运动目标进行探测定位。但在实际应用中,发射站精确位置信息往往难以预先获取,给外辐射源雷达在未知环境中的快速应用带来困难。为了解决该问题,将已知轨迹的无人机作为合作目标。利用实时获取的无人机位置信息,建立了发射站位置未知时的目标直接定位模型。并进一步构建了基于目标位置的代价函数,从而实现对发射站位置的精确估计。该方法不仅可以克服常用两步定位算法中存在信息损失的不足,可达到更高的定位精度,而且利用了外辐射源雷达直达波信号,较传统直接定位方法性能更优。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。     

Method for determining number of coherent signals in the presence of colored noise

The approach of estimating the number of signals based on information theoretic criteria has good performance in the assumption of white noise, but it always leads to false estimation of the coherent sources in colored noise. An approach combining the combined information theoretic criteria and eigenvalue correction, is presented to determine number of signals. The method uses maximum likelihood (ML) and information theoretic criteria to estimate coherent signals alternately, then eliminate the inequality o...     

基于PRI变换的雷达脉冲序列搜索方法

在面对复杂的雷达信号环境时,准确搜索到雷达脉冲可以为雷达调制特征识别、测向定位提供有效的数据基础，对此提出了一种基于脉冲重复周期(pulse repetition interval, PRI)变换法的脉冲序列搜索办法。利用PRI变化法在高脉冲丢失率情况下,求出最有可能的PRI,根据此PRI值,结合本文提出的序列搜索方法对脉冲流中的脉冲进行套取。通过双阈值搜索,减少由于脉冲密度过大导致阈值设定不当而搜索到错误脉冲的情况。最后通过数据仿真,能够有效分选出参差、抖动、捷变频等雷达信号。     

密集虚假运动目标生成方法

传统的合成孔径雷达地面运动目标指示(synthetic aperture radar ground moving target indication, SAR-GMTI)欺骗干扰技术, 使用两台协同干扰机, 能够生成逼真的虚假运动目标, 但当生成密集虚假运动目标时, 干扰机所需计算量太大, 无法满足电子战中实时生成干扰信号的要求。因此, 本文提出了一种密集虚假运动目标快速生成算法。该算法通过对双干扰机生成的虚假静止目标干扰信号进行复系数调制以控制虚假目标相位, 使其能够被双通道SAR-GMTI系统检测为运动目标; 然后结合SAR大场景欺骗干扰生成技术来生成密集虚假运动目标以降低运算量, 使其具备一定的工程可实现性。仿真实验验证了文中所提方法的有效性。     

基于区域特征分布式Web用户兴趣迁移模式

提出一种基于区域特征的分布式Web用户兴趣迁移模式挖掘模型DWICP,以及基于该模型的具有区域特征的用户识别方法和局部浏览兴趣迁移模式更新算法/全局浏览兴趣迁移模式更新算法,用于发现具有区域特征的用户浏览兴趣迁移模式.实验表明,该方法能够较好地解决分布式环境下Web访问行为模式研究中的区域分析需求,同时提高了用户浏览兴趣表示的准确性.     

集中式组网雷达的假目标欺骗干扰优化方法

针对组网雷达系统综合抗干扰能力强的问题,在集中式融合结构组网雷达背景下提出了一种假目标欺骗干扰优化方法。首先,建立了组网雷达跟踪目标的状态和量测模型,以及假目标距离和速度欺骗干扰模型,进而建立了量测偏差模型。然后,在此基础上,分别研究了单次和持续假目标欺骗干扰对组网雷达融合中心的卡尔曼滤波状态估计误差的影响。最后,通过分析假目标欺骗干扰的约束条件,提出了假目标欺骗干扰目标函数最优化的问题,并基于模拟退火算法进行了求解。仿真结果验证了假目标欺骗干扰引起的状态估计误差的表达式,以及本文方法的有效性。     

基于分层SLAM的空地多智能体协同导航

针对单一智能体在导航过程中存在全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）易受遮挡或干扰,惯性导航存在误差累积的问题,提出基于视觉的分层即时定位与地图构建（simultaneous localization and mapping,SLAM）空地多智能体协同算法。通过建立系统模型,采用基于扩展卡尔曼滤波融合欧氏点、逆深度点、锚定同质点3种不同特征点的分层SLAM算法,实现了对导航系统的辅助和增强。针对空地协同场景设计并开展了仿真实验。结果表明,空地多智能体协同算法可以将位置误差降低40%;而在使用锚定同质点以后,误识别率由49%降低至4%。实验验证该算法具有良好的定位精度、实用性和有效性。