递推最小二乘算法在新型无源探测系统中的应用

针对新型无源探测系统的要求,在原有最小二乘算法的基础上,为缩短定位时间,减少运算量,提出了递推最小二乘算法。同时引入自适应卡尔曼滤波算法对原始定位结果进行了处理。多次计算机仿真结果表明该算法有效地提高了定位的实时性、可靠性和定位精度,能够满足新型无源探测系统的技术要求。     

方位和差分多普勒联合定位

对辐射源进行无源定位,可以用多个固定站,也可以利用一个移动站来实现。移动站定位就是利用一个运动的传感器,沿着它的运动轨迹,对辐射源进行参数测量,并用这些测量值估计出辐射源的位置。方位测量和频率测量是两种最基本的测量方法,在此基础上,还有各种综合方法。提出了利用方位和多普勒频率差联合测量法来估计辐射源的位置。并用Ｃｒａｍ ｅｒ－Ｒａｏ ｂｏｕｎｄ 对频率测量、多普勒频率差测量、方位和多普勒频率差联合测量三种测量估计方法进行性能比较分析。利用Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗ ｔｏｎ 迭代法计算出辐射源的位置。从计算机模拟可以得出,方位和多普勒频率差联合测量估计是一种有效的,性能好的无源定位方法。     

基于UKF的混合坐标系下运动

针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求,首先研究了混合坐标下的推广卡尔曼滤波(EKF)算法,充分利用了直角坐标系下状态方程的线性特性和修正极坐标系下观测方程的线性特性,并针对两坐标系间协方差矩阵变换的舍入误差,推导了一种混合坐标系下的UKF算法,并将其应用于运动辐射源的无源定位跟踪中。计算机仿真表明该算法提高了收敛速度和定位精度。     

WGS-84坐标系下机载单站PDR/DFR无源定位滤波算法

在WGS-84坐标系下实现机载单站对固定辐射源高精度无源定位有着重要的应用价值。提出WGS-84坐标系下机载单站相位差变化率/多普勒变化率（PDR/DFR）无源定位滤波算法。首先导出PDR/DFR相对定位公式,经坐标变换实现单次观测的绝对定位;分别采用一阶Taylor近似分析法和不敏变换（unscented transformation, UT）推导滤波中需要的转换量测及其协方差,实现多帧量测滤波,进一步提高定位精度,且后者克服了前者不能对非线性转换量测进行偏差补偿以及协方差一致性较差的不足。仿真结果表明,该方法能实现三维高精度的无源定位,有望用于工程实际。     

基于改进粒子滤波的双站无源定位跟踪算法研究

在非线性非高斯状态空间下,粒子滤波器是一种有效的非线性滤波算法,它的关键问题包括粒子权重的计算、粒子重采样和状态估计等.根据粒子滤波算法思想和双站无源定位跟踪的非线性,将粒子滤波算法用于双站无源定位跟踪问题,给出了一种改进的粒子滤波算法,并对其关键问题根据双站无源定位跟踪的特殊性进行了改进.利用matlab进行了仿真实验,与最小二乘算法、扩展卡尔曼滤波算法进行了比较,结果表明所提算法定位跟踪精度优于其他方法.     

基于最大后验概率的单星多目标无源定位算法

为提高单星无源定位精度和速度,同时满足小型化和低功耗的要求,提出了基于最大后验概率和旋转长基线干涉仪的无源定位算法。核心思想是利用最大后验概率原理解决多辐射源信号去交织难题;利用旋转干涉仪天线基线和目标辐射源来波方向瞬时变化减小测向定位模糊,从而实现了利用单个旋转长基线干涉仪系统对多辐射源目标快速高精度定位。仿真表明,该算法可行性强,定位精度高、速度快,具有很高的应用价值。     

机载SAR静止场景成像及运动目标检测研究

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差导致多普勒中心频率和多普勒调频斜率误差,从而使图像出现大的变形的特点,提出了真实飞行条件下估计接收数据多普勒中心频率和多普勒调频斜率的新方法。该方法设置飞机速率和脉冲重复频率比为常数,保证方位向接收信号均匀空间取样,使用实时最小二乘拟合算法,增加了和距离相对应的多普勒中心频率曲线估计的精确性。给出了应用该方法的具体步骤,并通过此方法同时实现了实时对地物背景成像以及地面多个运动目标的检测。最后用试验结果验证了该方法的有效性。     

基于外辐射源信号的时差定位系统定位精度分析

利用调频广播、电视等外辐射源信号对目标进行无源定位和跟踪是空中目标监视与探测领域的一个重要发展方向,而确定有效的定位方法是系统实现的一个关键技术难题。叙述了基于外辐射源信号目标探测系统利用时差和方向信息实现对目标单点定位的基本原理,详细分析了对于地面固定接收站和空中运动观测平台两种场景下的目标定位精度。并计算分析了对于基于调频广播信号和基于电视信号两种目标探测系统测时差精度和位置精度对目标定位精度的影响。研究结果对定位系统的设计和工程实现具有重要的参考价值。     

利用频域和空域信息的单站无源定位跟踪算法

单站无源定位跟踪技术具有隐蔽性强、设备简单、系统相对独立等优点。定位收敛速度和稳定度是该技术实际应用的关键,通过研究利用频域和空域测量信息对运动辐射源的单站无源定位跟踪技术,分别提出了两种定位跟踪算法。为比较算法性能,推导了该定位跟踪问题的克拉美 罗下限,并利用计算机仿真给出了不同算法的跟踪误差几何分布(GDTE)。仿真结果证明了两种算法都具有很好的实用性。     

机载单站多目标无源定位算法

针对当前机载单站对多目标定位精度不高和对多目标信号分选要求过高的不足,提出了基于贝叶斯后验概率最大化原理的机载单站多目标无源定位算法。该算法直接利用干涉仪获得多目标的混合相位差序列,同时融合载机的运动模型和多目标位置先验信息,提高了对多目标定位的精度和分辨率,降低了系统对多目标信号分选的要求。仿真实验表明了该算法的有效性。     

外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。     

外辐射源雷达模糊函数的快速算法与硬件实现

外辐射源雷达作为一种新体制雷达在探测低空小目标应用中得到了广泛的关注。针对外辐射源雷达利用模糊函数探测目标时延和多普勒频移的计算量大、难以满足系统实时性要求的问题,提出一种快速计算模糊函数方法。首先，将数据进行分段;然后，对分段后数据分别进行相关运算和抽取滤波;最后，用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法对数据进行处理,显著提高了模糊函数的计算效率,并在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了该算法。实测结果表明了该算法的可行性，研究成果为外辐射源雷达系统算法硬件化提供了参考依据。     

雷达高度计系统模拟及目标信号检测

本文提出了雷达高度计的一种系统模拟方法。在已有数据和理论模型的基础上，提出了雷达回波强度的计算方法，并对这种新型高度计系统进行了计算机模拟。提出了一种目标信号检测算法，根据系统模拟结果计算出该高度计的发现概率和虚警概率，说明这种高度计可以用于各种飞机的测高。     

一种雷达脉冲信号相位差变化率测量的新方法

接收信号相位差变化率的高精度估计是基于质点运动学原理单站无源定位与跟踪的一项关键技术。针对雷达脉冲信号,建立了接收信号相位差模型,分析了相位差变化率的特点,提出了一种相位差变化率的数字测量新方法,直接对各阵元接收的信号进行A/D采样,采用数字信号处理的方法估计相位差变化率。通过离散傅里叶变换和复数乘积运算将相位差变化率的测量问题转换为频率测量问题,利用多个脉冲信息提高了参数估计的精度,根据相位的无模糊测量获得相位差变化率加权最小二乘估计。仿真实验表明,该方法具有较低的信噪比门限,在高于信噪比门限时,其估计精度接近Cramer-Rao下限。     

2D雷达组网几何定位融合算法

研究了两部2D雷达组网中的目标定位估计和定位精度问题。为考虑地球曲率对目标定位精度的影响,提出了两雷达站组网中基于实际地球椭球模型的几何交叉定位与数据融合相结合的方法,建立了两部雷达观测定位几何模型,推导了定位方程和精度估计公式并进行了误差分析。仿真分析表明,在选择更为实际的观测模型的前提下,利用几何定位与数据融合方法不但改善了两雷达的定位性能,而且根据定位几何精度因子(geometrical dilution of precision, GDOP)图的特点,选择相应的定位雷达,提高了雷达站组合的几何定位精度。     

双舰无源定位捕捉概率模型及仿真研究

首先简要介绍了无源定位技术,然后着重分析了双舰无源测向交叉定位以及其误差产生的机理,在此基础上,给出了双舰无源定位情况下实施超视距攻击时,反舰导弹末制导雷达开机时刻对目标的捕捉概率模型,并通过仿真分析双舰距离,舰艇探测角度偏差、目标打击距离、末制导雷达开机距离这4个关键因素对末制导雷达捕捉概率的影响,并通过结果分析给出不同情况下的影响捕捉概率的主要因素,并给出了相应的解决方案。     

三角交叉无源定位位置偏差估计滤波算法研究

提出了一种基于两观测站的三角交叉法对机动目标无源定位的算法,不是采用传统的对机动目标位置进行估计,而是直接对机动目标的位置偏差进行估计滤波,使定位的模糊区域迅速缩小,以达到快速定位跟踪的目的。列出了对位置偏差估计的状态方程和测量方程,用加权的最小二乘估计和卡尔曼滤波算法,实现了定位和跟踪。进行了计算机仿真,得到了良好的效果。     

双基地MIMO雷达二维方位角及多普勒频率联合估计

提出了一种新的双基地多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达二维方位角及多普勒频率联合估计算法。该算法基于m-Capon方法将目标波离方向(direction of departure, DOD)与波达方向(direction of arrival, DOA)相“去耦”,得出了对目标DOD和DOA的估计;然后,在对目标二维方位角的估计的基础上,算法可进一步估计出目标的多普勒频率。因此,其估计出的目标二维方位角与多普勒频率可自动配对。该算法无需预判目标数及对数据协方差矩阵特征值分解,且对目标二维方位角与多普勒频率的联合估计不涉及高维的非线性优化搜索,具有较小的计算量。此外,该算法可适用于发射和接收阵列为任意阵列结构的双基地MIMO雷达系统。计算机仿真结果证明了本文方法的正确性和可行性。     

多雷达站组合三角定位算法研究

多雷达站组合三角定位中,目标在接近某组合雷达基线就会偏离另一雷达组合基线.针对这一情况,提出目标接近两雷达基线的定位方程与目标远离两雷达基线的定位方程,利用专家系统思想设计多雷达站组合三角定位算法,并给出算例.从算例中可以看出,研究的算法能够提高多雷达站组合三角定位精度,具有较大的工程实用价值.