运动多平台加权辅助变量时差连续定位算法

针对已有时差(TDOA)定位模型通常需要引入一个恒定中间变量而不适合运动多平台连续定位的不足,推导了三维空间中无需中间变量的TDOA定位模型并在此基础上提出了一种加权辅助变量(WIV)连续定位算法。该算法首先推导代入TDOA测量值后新定位方程的误差项,求得误差项的协方差后将其用于构造最优辅助变量(IV)矩阵,并采用总体最小二乘(TLS)算法的估计值计算次优IV矩阵。仿真结果表明,所提WIV算法能够有效实现运动多平台TDOA连续定位。     

基于CDMA蜂窝网的定位算法

基于TDOA的经典定位Chan算法主要针对地面移动台,针对中低空飞行器,将Chan算法推广到三维空间,并与飞行器上的惯导系统进行实时组合导航定位。主要思想是根据CDMA蜂窝网导频信号的到达时差(TDOA)两次使用加权最小二乘解算,吸收taylor算法的递推思想,得到飞行器位置的两组解。利用惯导系统提供的位置信息进行解模糊,从而得到飞行器的实时位置信息。仿真结果表明,在相同条件下,与其他经典算法相比,此算法定位精度高,定位运算速度快,其均方误差逼近克拉美罗界(CRLB),对中低空飞行器定位具有一定的参考价值。     

基于网络雷达的目标定位跟踪

网络雷达实现了有源与无源探测一体化及雷达情报与电子对抗情报一体化,具有良好的目标定位跟踪性能。首先分析了网络雷达工作在有源无源一体模式的目标定位原理及定位的CRLB,并通过仿真说明了网络雷达的定位优势。然后根据网络雷达的特点,提出了一种基于目标状态和属性联合最近邻的数据关联算法,该算法合理地利用了目标的电子属性信息(如载频、重频、脉宽和脉内特征等)。对小角度交叉运动目标进行了跟踪仿真试验,该算法得到了很好的关联跟踪效果。     

单站测向定位技术研究

对单站测向定位的技术进行了研究,结果表明:固定单站测向定位只能确定目标运动的航向,并给出了航向的计算方法;运动平台单站测向定位可以确定目标运动的航迹(测向平台以匀速直线运动除外),给出了目标位置的计算方法;同时探究了运动平台做匀速直线运动不能对目标定位的原因,进一步明确了运动平台单站测向定位的条件.     

一种TDOA/FDOA联合校准定位算法

针对接收站自身存在定位误差情况下的无源定位问题,提出了一种基于时频差(TDOA/FDOA)的多运动目标定位与接收站校准联合算法。该算法采用加权最小二乘(weighted least-square,WLS)估计器,对目标和接收站的定位值进行联合估计。首先,通过引入目标定位假定值和一个中间变量,将高度非线性的无源定位方程进行伪线性化;然后,利用中间变量与目标定位值的关系,改善目标的定位精度。仿真结果表明:由于该算法利用多个运动目标共用同一个含噪接收站阵列这一特性,将多个目标的定位和接收站的校准进行联合考虑,相比于自校准法具有更强的鲁棒性。     

基于TDOA的双基无源定位方案

多站时差定位是一种较精确的定位方法,通过处理3个或3个以上测量站采集的信号到达时间来对辐射源定位.论述了多站时差无源定位的基本原理,提出了一种基于陆空平台相结合的TDOA(Time Difference Of Arrival)双基无源定位方案.主要论述了时差双基无源定位的基本原理,以及观测站与空中目标的同步、地面观测站的选择、误差校正等主要问题的实现方案,并给出了参与对目标视察定位的地面观测站的选择算法.此方案定位算法及定位精度仍在研究阶段.     

移动平台基线精度及其命中概率仿真研究

为了优化移动平台基线修正的精度指标,首先推导了由基线测量误差引起的目标现在点定位误差计算公式,进而得到了基线测量误差影响下的系统命中概率计算公式．理论分析与Monte—Carlo仿真表明,与移动平台间的基线测量精度相比,目标观测设备相对移动平台的基线测量精度对命中概率的影响更加显著．     

基于脉冲串信号的无源定位系统频差估计误差CRLB分析

频差估计是无源定位系统中的关键部分,其估计精度直接决定了无源定位系统的性能。本文对单频脉冲信号频差估计误差方差的Cramer-Rao下限(CRLB)进行了理论分析研究。在建立数学模型的基础上,定量分析了频差估计误差CRLB与接收信号参数的数学关系。通过直接公式推导和数值仿真归纳,分别得出了相参/非相参单频脉冲信号频差估计误差CRLB的解析表达式,该结论可用于指导基于频差估计的无源定位系统设计。     

基于方向角及其变化率测量子集的单站无源定位

根据目标辐射源的方向角及其变化率信息所构成的不同测量子集及建立的目标测量模型,提出了一种基于数据融合的优化定位处理方案,对各个单测量子集所得到不同的目标位置及测量误差值进行数据融合处理,分析比较了多测量子集融合处理后与单测量子集的定位性能,仿真分析表明,该优化定位处理方案可有效地提高无源探测系统的目标定位精度,减小探测盲区.     

对运动目标多站时差定位和被动跟踪方法

针对对运动目标的被动定位跟踪问题,建立了对运动辐射源多站时差定位及被动跟踪的数学模型,研究了基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的被动跟踪算法。首先,对运动目标建立了二阶常速运动模型,利用实时的时差定位结果和误差协方差矩阵作为扩展卡尔曼滤波的初始值和初始协方差进行被动跟踪;然后,进行了对运动目标定位跟踪的场景仿真,结果表明:扩展卡尔曼滤波实现了对时差定位实时结果平滑作用,使用该方法定位精度大大提高,目标轨迹更明显;最后,通过工程试验验证了该算法的有效性。     

基于粒子群优化的观测站部署算法

针对红外观测站部署问题,在研究观测站位置对定位精度影响的基础上,提出了基于粒子群优化的观测站部署算法。首先对ECEF坐标系下的CRLB矩阵进行推导;然后将观测站优化部署问题抽象为非线性规划模型,并将红外传感器联合定位的CRLB作为目标函数;最后采用粒子群优化算法求解该模型,避免了传统的非线性规划算法需要求解目标函数梯度的难题。结果表明,本文的部署算法具有一定的理论依据和工程意义;可以为实际红外观测站的静态部署和动态部署提供参考。     

基于CWLS时差频差无源定位闭式解算方法

针对时差频差无源定位场景,提出一种基于约束加权最小二乘的无源定位闭式解算方法。在两步加权最小二乘算法基础上,建立了基于约束加权最小二乘的无源定位模型,推导其无约束最优化形式并给出目标状态估计的解析解。推导了目标状态估计均方误差的表达式,通过理论分析证明所提算法在保持两步加权最小二乘算法定位精度基础上,具有偏差减小特性。仿真结果表明,所提算法定位精度能够逼近CRLB,定位偏差明显小于两步加权最小二乘算法,验证了理论分析的有效性和所提算法的优越性。     

机动目标跟踪误差CRLB计算与分析

克拉美-罗下限(CRLB)作为参数估计所能达到的最低误差限,常被用来衡量算法估计性能的优劣程度。以转弯机动为例,研究了有源(主动)和无源(被动)两种观测条件下目标跟踪CRLB计算的一般方法,并通过矩阵理论分析了目标机动可能引起的CRLB突变的原因,为机动目标跟踪的算法性能评估提供了有效手段。最后给出了仿真算例。     

运动视觉平台点目标定位误差分析和平台最优运动轨迹设计

对运动视觉平台点目标定位问题进行了研究,介绍了基于视觉共线方程的目标定位方法,分析了共线方程关于视线约束的实质。在观测视线相关坐标系推导了视线方向角矢量对目标定位误差的影响规律,分析了多观测对定位误差的影响,并基于最小化目标定位误差推导了视觉平台的最优运动轨迹,利用简单明了的分析方法得到了与已有文献优化Fisher信息矩阵方法一致的结论。利用仿真和试验对定位误差和最优轨迹进行了验证,证实了定位误差理论分析和最优运动轨迹设计的正确性。     

分布式多站雷达协同定位功率分配改进凸松弛算法

针对分布式多站雷达协同定位下的功率分配问题,提出一种改进凸松弛的启发式算法。给出了分布式多站雷达定位误差的克劳美罗下界(CRLB),建立功率约束下最小化CRLB迹的功率分配模型。设计了一种改进凸松弛算法,通过迭代修正松弛参数和快速功率调整策略解决非凸优化问题消除松弛带来的误差。仿真实验表明,相对于均匀功率分配算法和基于凸松弛的功率分配算法,改进凸松弛启发式功率分配算法下目标的定位性能更优。     

基于有误先验融合的无源多目标定位算法

利用无源定位技术,可对无法发射无线信号的目标进行定位。在许多实际的定位场景中可通过粗定位或目标历史位置信息获取目标位置的先验知识。利用目标位置先验知识可促进定位精度的提升,但实际中获取的先验知识通常是不完整的或包含错误信息。为有效利用此类部分有误的先验知识,提出了基于有误先验融合的无源多目标定位算法。仿真实验结果表明,该算法能利用部分有误先验知识中的有用信息提升定位性能。     

卫星干扰源定位TDOA参数估计方法研究

为快速准确地定位影响卫星通信质量的射频干扰源位置,以便采取及时有效的应对措施,文章首先结合到达时间差(TDOA)的定位原理,详细分析了TDOA的两个经典参数估计方法的原理和优缺点。在此基础上,文章又深入阐述了基于小波包-双谱时延估计算法,该方法利用小波去噪特性,能在低信噪比环境下对接收信号的时延做出精确估计,有效提高了卫星干扰源定位的可靠性和有效性。仿真结果表明,该方法相比经典方法在性能上有较大提高。     

半自动激光末端修正弹的目标定位算法建模与仿真

针对机载激光探测器的目标位置定位精度问题,提出了改进目标定位算法,在半自动激光末端修正弹弹道修正过程中实时获取地面目标的精确位置,根据弹丸的位置、姿态和视线角度,建立了目标定位模型。通过蒙特卡罗方法分析了不同象限仰角下弹丸位置、姿态和视线角测量误差对定位精度的影响。仿真结果表明,瞄准线角度的测量误差对定位精度影响最大,定位精度随象限仰角的增大而减小。     

基于TOA预测的非同步照射辐射源定位算法

针对现有基于TDOA的定位算法难以适应辐射源信号非同步到达的实时定位问题,提出了一种基于TOA预测的非同步照射辐射源定位算法。该算法采用脉冲样本图外推法通过各站接收的短时脉冲列计算TDOA序列(TDOAs),并通过牛顿迭代法实现对辐射源位置的初步估计。对新到达的脉冲采用脉冲样本图外推法进行TOA预测,判别脉冲属性,进而获得新的TDOA测量值,然后采用扩展卡尔曼滤波算法实现对辐射源位置的实时更新。仿真分析表明:该算法解决了非同步照射引起的难以计算TDOA的问题,并增强了处理的实时性。     

SOJ干扰条件下雷达网目标跟踪条件CRLB

针对雷达检测概率评估雷达网抗干扰效能方法的局限性,通过对雷达天线和检测概率模型的分析,利用单雷达检测/漏检事件,推导了干扰环境下雷达网的条件CRLB,给出了干扰条件下目标跟踪误差所能达到的一个下界,从而提出了组网雷达基于条件CRLB的效能评估方法,同时从理论上证明了雷达组网的优越性。实验仿真结果表明,SOJ干扰下,利用CRLB可以很明显地证明雷达网融合跟踪比单部雷达性能要好,能比较准确地评估干扰环境下雷达网的性能,因此所述方法具有一定的实际工程意义。