一种无源被动雷达时差定位方法及其精度研究

结合Chan定位算法,对四站无源被动雷达三维时差定位技术中的定位算法、模糊无解、精度分析进行了研究。给出了Chan定位算法的推导,分析了定位模糊和无解的原因;研究了定位性能,分析了时差测量误差和站址误差等因素对定位精度的影响;通过仿真研究了多种布站形式下的GDOP分布。     

一种基于球坐标系的四站三维时差定位算法

提出了一种在球坐标系下的无源时差定位算法,该算法解决了参变量法中难于解决的模糊和无解问题,计算量小,定位结果可信。当布站接近平面时,本算法可独立进行定位,当站址高度差较大时本算法可以与参变量法相配合解决模糊和无解问题,适合于工程应用。     

高精度四站无源时差定位方法及精度分析

分析了四站对辐射源联合时差、俯仰定位原理,并基于三维空间时差定位中的测时误差与站址误差、测角误差可分离,导出空间目标定位误差的协方差矩阵,同时应用简化加权最小二乘( SWLS)融合方法,提升时差定位方法对目标的定位精度.通过计算机仿真进一步分析了系统误差对定位精度的影响,并验证了SWLS融合方法的高定位精度性能.     

无源雷达的二维定位精度分析和图形描述

为了分析无源雷达三站时差定位技术的定位精度,综合考虑了目标水平面位置和高度以及测量站站址对定位精度的影响,在三维空间直角坐标系下建立定位精度模型,通过计算机仿真分别采用相对定位误差和椭圆概率误差表示法描述定位误差分布.仿真结果表明,所建模型正确、有效,两种表示法能从不同角度描述定位误差的空间分布,两者反映出的分布信息可...     

多站时差定位中的病态性分析及其改善方法

在多站时差定位过程中,传统定位算法在传感器布站不合理的情况下通常会表现出明显的病态性,其导致定位结果不稳定、精度低。针对此问题,首先分析了时差定位过程中病态性产生的物理场景,并通过奇异值分解揭示了病态性的本质;其次根据时差定位观测矩阵的特征值分布特点,提出了一种改进的多站时差定位改善方法,该方法基于LS估计信息矩阵的条件指标进行奇异值修正,兼顾了目标定位的分辨率与方差,能显著提高多站时差目标定位的精度和稳定性,且没有增加系统和算法复杂度;最后将该算法与传统算法进行了仿真比较,结果证明了该算法优越性。     

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.     

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。     

基于随机期望值模型的时差定位最优布站算法

为研究在特定的定位和布站区域内,时差定位站点的最优布局问题,以定位区域内任意目标的定位误差期望值最小为布站原则,提出了基于随机期望值模型的时差定位最优布站算法,并利用随机模拟、神经网络与遗传算法相结合的混合智能算法来求解最优布站策略。仿真结果表明,该算法的寻优布站结果接近于系统的最优布站。     

多传感器极大似然定位中站址误差的影响

针对多传感器目标定位中站址误差对定位精度的影响.首先给出了站址误差的传播模型,然后通过理论和仿真对模型进行了详细的分析.分析表明,站址误差导致的定位误差是各站址误差的代数和,且其系数满足"同向传播系数之和为1,非同向传播系数之和为0"的关系.分析还表明,该误差可以分离为两部分:一部分是"确定性部分".取决于目标和传感器的几何位置关系:另一部分是随机部分,依赖于传感器的量测噪声.此外还证明了该模型虽然是基于极大似然法推导而来的,但却是一个通用模型,只需经过很小的改动即可用于其他定位方法站址误差的影响分析.     

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。     

测时差定位的误差分析及表征方法

测时差无源定位具有很高的测量精度,但是时差定位在不同的定位区域定位误差差异非常大,更为重要的是误差区域分布形状复杂,用传统的误差半径和误差面积都很难表征具体点误差在军事上的意义.引入了概率椭圆来表示目标的概率分布,可较好地表征不规则的误差分布,有很强的军事应用价值.并给出了目标处于不同位置时的概率椭圆算法.     

基于子协方差阵加权的三星时差定位数据综合

为提高三星时差定位系统的定位精度,需要将系统在不同时间得到的多个定位估计结果进行统计综合。本文提出了一种基于子协方差阵加权的定位数据综合算法。该算法根据单点定位精度分析结果,先利用定位误差协方差的二维子阵的逆矩阵作为权矩阵,通过加权最小二乘估计目标空间三维坐标位置中的其中两维,再利用WGS-84地球模型求解另一维坐标。仿真实验表明,相比已有算法,所提新算法可以明显提高定位精度。     

远程空空导弹机弹协同无源定位技术研究

针对载机雷达被干扰或无源探测系统定位精度有限条件下空空导弹无法正常发射和制导攻击辐射源目标的问题,提出了一种战斗机机载无源雷达与机载远程反辐射导弹组网协同测时差定位策略。建立了机弹协同测时差无源定位算法及精度分析模型,对单纯采用时差定位误差较大的情况,引入了修正增益卡尔曼滤波算法提高系统预测精度。经过仿真验证,引入滤波器后系统的定位精度有了很大提高,可以对预警飞机等高价值电磁辐射目标远距离精确定位,为对辐射源进行打击和干扰提供了重要信息保障。     

基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化

提出了一种基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化方法,以提高系统对目标区域的整体定位精度。应用基于最小最大决策的最优化理论,建立布阵优化问题的数学模型。该模型以三站坐标为决策变量,以目标区域的最大水平定位误差最小为目标函数,然后运用基于最小最大决策的最优化算法,求解模型的最优解,并将此最优解作为三站时差定位系统的最优布阵。仿真结果与理论计算一致,验证了这种布阵优化结果的最优性。     

多径环境下平面时差定位精度分析

从多径环境下时差测量误差的概率分布模型入手,研究了该环境下基于测量误差概率分布的时差定位精度模型,给出了时差定位误差椭圆的位置与大小的计算方法.通过计算机仿真,分别得出了等腰三角形布站和直角三角形布站情况下的定位误差椭圆分布,结果表明:该模型能较为直观准确地反映出多径效应对时差定位精度的影响.     

动基站时差探测系统定位方法研究

针对传统长基线时差探测系统的缺点,提出了全新的动基站时差测量系统并给出了目标的定位原理。在典型布站、信息存在冗余的前提下,通过子集选优法确定了最佳定位算法,并根据工程应用的需要确定了更加合理简捷的定位算法,统计仿真表明了该算法的有效性。最后,计算了目标高度测量精度并归纳了其特点,给出了有益的结论。     

空间多距离定位极值问题分析

针对空间多站无源定位极值问题,以时差定位原理为研究对象,重点对多距离定位极值进行算法推导,深入分析多站定位的最优精度问题;并以定位极值理论为依据,结合较为全面的仿真案例验证,分析不同误差影响因素下时差定位精度的分布规律;研究表明,多站布站方式是影响空间定位的重要因素之一,为实际工程应用的多站定位算法设计和优化提供了技术支持.     

基于GDOP的多星单站无源雷达辐射源选取方法研究

由于导航卫星数量多、选择余地大,卫星外辐射源的选取成为制约无源雷达定位精度的关键因素。构建了基于导航卫星外辐射源的无源雷达多星单站定位模型,计算了可视导航卫星数目及位置,推导了系统定位误差方程,分析了定位误差影响因素,提出了一种基于定位精度的几何稀释（geometrical dilution of precision,GDOP）的多星单站无源雷达时差定位外辐射源优选方法。仿真结果表明,该优选方法能可靠地筛选出多星单站时差定位的最佳外辐射源,有效提高系统定位精度。     

GPS动态定位中的自适应扩展卡尔曼滤波算法

针对全球定位系统 (GPS)提出一种扩展卡尔曼滤波器算法。这种滤波器算法直接从GPS接收机输出的定位结果入手 ,将各种误差因素的影响等效为一个总误差 ,对GPS接收机的机动载体的加速度采用当前统计模型 ,并利用线性卡尔曼滤波器进行动态定位数据的处理。本模型简单 ,实时性好 ,滤波后定位精度得到提高。     

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。