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。     

调频脉冲信号辐射源多普勒信息提取方法研究

提出了一种基于单脉冲频率及频率变化率联合估计和多脉冲联合估计脉冲重复周期变化率的调频脉冲信号辐射源目标多普勒参数提取方法。该方法解决了无源定位系统数据采样频率与辐射源脉冲重复周期不匹配造成的频率偏差问题,在脉冲到达时间的提取上避免了对脉冲边沿的判断,使得利用中频采样信号计算脉冲重复周期成为可能。介绍对了该方法所采用的频率及频率变化率联合估计关键技术,并在此基础上讨论了该方法所能达到的理论估计精度及误差分析,最后通过仿真试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于DFT系数极值的单频信号频率的高精度迭代估计方法

提出了一种基于DFT系数极值的单频信号频率的高精度迭代估计方法,该方法根据DFT谱线使用截弦法解算DFT系数极值所在谱线的位置,进而估计单频信号频率。在估计过程中,直接对DFT幅度最大的谱线进行小数频移以获得新的谱线,从而减少频率采样间隔提高估计精度;同时通过迭代估计消除频率依赖性,提高估计性能。仿真结果表明该方法的频率估计精度在任意频率处均接近于克拉美罗下限,其运算量为Nlog2N+4N次复乘法运算,仅比传统的基于DFT插值的估计算法增加4N次复乘法运算,其中N为DFT运算时所采用的数据点数。     

频率估计的多段异频等长信号相位积累算法

为提高信号频率估计精度和扩展已有方法的适用范围,提出一种基于相位积累的多段异频等长信号的频率估计算法。首先生成异频分析参数矩阵,克服分段信号频率不等问题;其次设计相位差补偿因子,克服分段信号相位不连续问题;最后搜索相位累积频谱最大值,获得信号频率估计值。为验证算法的正确性,给出了相应的数学推导证明。仿真实验结果表明,该算法具有较好的频率估计精度,频率估计误差约为现有方法的1/2,较为接近克拉美罗下限。     

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。     

基于半定规划的无源跟踪最佳传感器选择

在多站测向定位系统中,观测站与目标的几何位置影响目标定位跟踪精度。以目标估计的克-劳美罗下界(CRLB)行列式最大值为优化指标,在考虑传感器自身的探测能力等实际约束的前提下,建立了无源协同跟踪下最佳传感器选择优化模型。提出了一种基于半定规划(SDP)算法将上述组合优化问题转换为凸优化问题,进行优化求解。仿真结果验证了算法的有效性,与松弛算法和随机选择算法相比,基于SDP的传感器选择可以进一步提高无源协同跟踪的精度。     

分布信号源的DOA估计

由于信号模型的偏差,传统的点目标假设下的DOA估计算法对分布信号源的估计误差较大,为此建立了分布信号源的模型,提出适用于分布源信号的DIS-MUSIC算法,并分析了该算法的估计性能。仿真结果表明,所提算法对分布信号源的DOA估计性能远优于MUSIC算法。     

基于IFM的交叠线性调频信号参数估计

线性调频信号是脉冲压缩雷达中一种重要的脉冲压缩雷达信号,但当前的瞬时测频系统无法对其检测,更无法检测交叠信号。以瞬时测频系统为基础,分析了单线性调频信号和交叠线性调频经过瞬时测频系统的理论输出,据此提出了一种改进IFM系统的思路和解算交叠线性调频信号方法。新方法用模数转换器(ADC)对前沿未交叠的I、Q输出值进行量化和连续时间采样,得到一个信号离散频率值,应用LMS算法估计出其初始频率和调频斜率。以此为基础,根据交叠部分的I、Q输出值,估计出另一个信号参数。由Matlab/Simulink仿真验证可知,新方法能够估计两交叠线性调频信号的参数。     

多路径效应下脉冲多普勒雷达导引头性能研究

多路径效应能增大导引头对目标的检测和跟踪误差,是导引头的重要研究内容。从脉冲多普勒雷达导引头利用其多普勒频率选择能力检测运动目标的固有特性着手,根据脉冲多普勒雷达导引头弹目空间几何关系,建立了多路径效应产生影响的多路径回波和直接回波信号的多普勒频差模型,并仿真了多普勒频差与导引头波长、飞行高度、弹目距离、弹目相对速度等因素的相互关系,为脉冲多普勒雷达导引头规避多路径效应的影响,实现远距离发现目标和低空突防提供了参考方法。     

基于空间时频分布的欠定混合信号源个数估计

针对欠定混合信号的源个数估计问题,提出了一种基于空间时频分布与奇异值分解的估计算法,把所有自源时频点对应的空间时频分布矩阵组成三阶张量,把欠定混合问题转化为超定问题,通过对三阶张量对应的矩阵进行奇异值分解估计出源信号的数目,该方法不需要假设源信号是稀疏的或独立的,理论分析和仿真结果验证了算法的有效性.     

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。     

多运动站测角频差无源定位方法研究

针对测角频差无源定位问题,提出了一种快速有效的解析定位方法,该方法通过引入中间量,将辐射源位置非线性估计问题转化成两个加权线性最小二乘估计问题,简化了定位解算.该方法无需进行参量搜索,比搜索法运算量小;无需初始值引导,比高斯-牛顿迭代法使用方便.在结构上,建立了观测模型,然后给出了辐射源定位误差对应的克拉美罗限,阐述了...     

不完全量测下基于面目标的火控系统性能分析

针对实际工程中出现的不完全量测下火控系统性能的理论研究,将水面舰船建模为椭圆形面目标,建立了不完全量测下基于面目标测量的数学模型,给出了火控跟踪系统统计意义下的估计误差Cramer-Rao下界(CRLB);根据目标状态与射击诸元间的非线性误差传递关系,基于UT变换得到不完全量测下基于面目标的火控系统射击诸元误差方差下界。以某型舰载火控系统为例,仿真结果表明,在不完全量测下,与传统的质点目标火控系统相比,基于面目标测量的火控系统在估计性能上提高36%,火控性能提高34%。     

基于GA-ML-PMHT的多基站无源协同定位方法

针对无源协同定位系统中低可观测目标的航迹初始及维持问题,提出一种基于遗传算法的极大似然概率多假设的多基站无源协同定位方法。首先,建立多基站无源协同定位系统数学模型。其次,提出基于极大似然概率多假设的无源协同定位航迹初始算法,并首次利用遗传算法解决极大似然概率多假设中的优化求解问题,以提高目标检测跟踪性能。最后,通过滑窗法实现航迹维持。仿真结果表明,所提方法能够有效解决多基站无源协同定位系统中低可观测目标的航迹初始及维持问题。     

双站测向与测时差组合定位精度分析

针对无源雷达测向与测时差组合定位问题,提出一种利用前者量测结果为后者构建假量测点和协方差的新方法,并采用凸组合法对测向与假量测结果进行融合,得出综合定位精度的分布。仿真结果表明,该方法能够有效地利用两种完全不同的量测数据,提高目标的定位精度,同时给出的GDOP理论值可以真实反映组合量测的性能,具有一定的应用价值。     

Robust TDOA/FDOA estimation from emitter signals for hybrid localization using UAVs

This paper considers the time difference of arrival (TDOA) and frequency difference of arrival (FDOA)estimation problem for joint localization using unmanned aerial vehicles (UAVs),involving range migration (RM) and Doppler ambiguity within observation interval.A robust estimation method based on interpolation and resampling is proposed.Specifically,the interpolation artificially increases the pulse repetition frequency (PRF).After that,the resampling eliminates the coupling between range frequency and slow time.Finally,a coherent integration step based on inverse discrete Fourier transform (IDFT) is used to achieve parameter estimation and suppress the grating lobes caused by interpolation.The proposed method could be efficiently implemented by fast Fourier transform (FFF),inverse FFT (IFFF) and non-uniform FFT (NUFFT) without parameter searching procedures.Numerical experiments indicate that the proposed method has nearly optimal anti-noise performance but much lower computational complexity than the maximum likelihood estimator,which makes it more competitive in practical applications.     

基于星载照射源的被动SAR系统时频同步误差影响分析

时间和频率同步问题是基于星载照射源的被动SAR系统的关键技术之一。为了研究时、频同步误差对其成像的影响,针对系统工作特性,分析了时、频同步误差的产生机理,建立了时、频同步误差模型,并利用二阶距离模型和RD成像算法,建立了完整的时、频同步误差到成像结果的传递模型,仿真验证了理论分析的准确性。理论推导和仿真计算结果指出了基于星载照射源的被动SAR系统对时间同步和频率同步的精度要求。分析结论对于指导基于星载照射源的被动SAR系统设计及同步方法研究具有重要意义。     

只测角两站被动定位系统中虚假定位点的识别方法研究

多站被动定位中,虚假定位点的识别问题是电子侦察中尚待解决的一个重要问题。本文研究包含一个运动站的只测角两站被动定位系统,提出先用扩展Kalman滤波对多个辐射源精确定位,然后通过空间相关处理识别虚假定位点的方法,大量的计算机仿真结果表明,上述识别方法在两目标张角大于测角误差的均方根值时,具有良好的识别效果。系统识别出的真实定位点,其定位精度可达单目标环境下的同等定位精度。     

数字式相位差测量方法及精度分析

相位差变化率是最近提出的用于快速无源定位的观测量。该文研究相位差的高精度测量方法 ,提出了一种正交双通道数字式的相位差测量方法。通过对信号频谱的分析 ,计算了测量系统输出的信噪比 ,从而得出了相位差测量的理论精度 ,随后进行仿真分析验证了理论精度。理论分析和仿真实验证明 ,论文提出的方法可以实现高精度的相位差测量