高精度天基多星时差无源定位算法研究

天基多星时差无源定位系统具有定位精度高、单星设备量小等优点,军事民用前景广阔。分析天基多星时差无源定位的原理,提出基于最大似然估计的定位算法,给出定位精度,并进行计算机仿真,验证了算法的有效性。该算法具有较高的工程应用价值。     

雷达高度计采用准最大似然估计算法的波高精度分析

在雷达波高测量中，准最大似然估计器总存在误差，这就影响了雷达高度计的精度。本文根据雷达高度计中的准最大似然估计器的理论，对联合参量（高度、海面波高、信噪比）中的波高误差进行了推导，得知波高精度和脉冲累积量、信嗓比、波高有密切关系。文中简介了最大似然估计的基本原理及性质。同时采用准最大似然估计算法计算波高误差。结论表明，要提高波高的测量精度，需提高信噪比，增加累积量。但这会受一些条件限制．需综合考虑。     

基于最大似然多径估计的卫星导航信号码跟踪算法与实现

卫星导航接收机需要精确的估计信号的扩频码相位并进行跟踪,估计的精度直接影响 伪距的测量精度。卫星信号的多径传播使得传统的基于DLL的估计器存在较大误差,提 出了一种抗多径的估计算法,它基于最大似然参数估计方法,并给出了该算法的推导过程, 仿真的结果表明该算法比传统的DLL跟踪环在性能上有很大的改进。结合传统卫星导 航接收机的实现结构,给出了一种整合了该算法的实现方案。     

基于DSP的无源时差定位信号聚类分选算法

以四站无源时差定位信号处理器为例 ,详细分析了时差测量值的统计特性和相关统计特性 ,并利用该分析结果设计并实现了有利于DSP处理的基于时差相关的聚类分选算法 ,最后给出了该算法的实际测试结果及测试结果分析。研究表明 :基于时差相关的聚类分选算法能够有效地提取同一时差峰内的多个辐射源 ,并较好地解决时差散布造成的时差峰分裂的问题。     

欠采样条件下的正弦信号时差估计

针对正弦信号时差估计的多解模糊问题,提出采用多周期取点欠采样和多重相关方法来解决。这种方法可有效降低处理的复杂度,增大时差估计的范围和稳定性,避免噪声及干扰对时差估计的影响,最重要的是它能够适用于高频信号(如雷达、电子战等)的测向、测频等处理,促进这些高频系统的数字化接收机处理的实现。仿真实验证明了算法的性能和优越性。     

考虑站址误差的牛顿迭代定位算法

由于时差测量精度的提高,时差定位体制得到了广泛的应用.除量测误差外,站址误差也可能会对目标定位性能产生影响.提出了考虑站址误差的牛顿迭代方法,通过仿真实验分析了时差定位体制中TDOA量测误差及站址误差对定位性能的影响.     

一种基于多相关器的GPS多径估计方法

基于多相关器的多径最大似然估计方法,通过对接收机信号与本地码的相关曲线进行多点采样,建立相关输出的模型,利用最大似然法估计直射信号与多径信号各个参数。采用等间距选取估计点以简化最大似然估计的思想,提出一种基于多相关器的新的多径估计方法,选取更为合理的多相关器采样点配置方案,使估计不受无效多径信号的干扰,并且联合处理同相和正交两个支路的输出,可以得到多径信号的延迟、幅度和载波相位的信息。仿真试验表明,在一定的信噪比下,采用本文的方法可以实现较为准确的多径估计。     

数字相关法测时差的工程实现

时差测量精度是定位技术的关键指标。传统模拟法的时差测量精度随输入信号的沿宽加大而变坏(相同信噪比),当信号沿宽达到1500ns时,其时差测量精度已不能满足定位系统的要求。而数字相关法能适应不同沿宽的雷达信号时差的高精度测量。介绍了利用A/D、DSP和FPGA等器件搭建的硬件系统来实现数字相关法时差测量的方法。重点讨论了A/D采样模式、数字滤波、相关算法简化、插值技术及最终数据的统计处理。该方法具有一定的普遍适用性。     

基于宽带信号的高精度时差估计算法

时差估计精度直接影响测向精度,传统时差估计算法受到采样时间间隔和解模糊算法的限制,无法进一步提高精度。对于宽带信号,通过时－频关系将时差估计转换为频率估计,继而采用基于时差搜索的离散傅里叶变换算法进行时差估计,其估计精度不受采样时间间隔的限制,能够适应较低信噪比。该算法运算简单,适于工程实现,可以实时进行处理。仿真结果表明,在一定的带宽条件下,该算法能达到较高的测向精度。     

基于预警卫星观测的弹道导弹运动状态估计算法

针对预警卫星仅有角度测量信息,目标运动可观测性很弱,而导致最大似然弹道估计条件病态严重的问题,提出基于提供目标状态估计和联合误差协方差的Levenberg-Marquardt算法的修正最大似然估计(MML)算法.利用预警卫星初始观测时刻的目标高度和速度等部分先验信息作为伪测量量,推导出导弹运动状态参数估计的修正最大似然算法.最后,对算法进行了Monte-Carlo仿真研究,仿真结果表明估计误差同理论误差边界相当,验证了估计算法的一致性和有效性.     

基于宽带模糊函数的时差时间尺度联合估计

针对双站无源定位系统中的时差频差测量问题,从时差频差产生的根本原因入手,研究了利用宽带模糊函数对宽带雷达信号进行时差时间尺度联合估计的快速算法。仿真验证了算法的性能。结果表明,针对宽带信号,该算法有良好的时差时间尺度估计性能。     

双星TDOA/FDOA定位系统的目标定位精度分析

根据双星时差/频差(TDOA/FDOA)的定位原理,推导了目标定位精度模型,分析了目标定位精度与轨道高度、星间基线长度、TDOA测量精度、FDOA测量精度、卫星速度测量精度、卫星位置测量精度等误差源之间的关系。分析结果表明:测量因素中的FDOA测量精度和卫星速度测量精度,是影响双星定位的关键因素;而TDOA测量精度和卫星位置测量精度,对目标定位精度的影响较小。     

多站时差定位关键技术研究

提出一种基于机动平台的电子侦察目标精确定位方法,利用多站观测获得雷达辐射源时差信息,通过定位跟踪算法实现目标位置精确估计。该方法具有较大的灵活性,适用于任意机动观测平台,且可方便地推广应用于更多机动平台组网观测,以提高侦察定位精度和稳健性。分析了精确时差测量、辐射源定位跟踪等关键技术,并进行了性能分析仿真。     

无源定位中时差测量方法的研究

时差定位技术因其隐蔽性好、具有较高的定位精度而得到广泛应用,时差定位的关键在于高精度时差的提取.介绍了2种时差测量方法,一种是基于信道化检测提取信号到达时间的时差测量方法;另一种是在信道化检测基础上,再进行信号相关的时差测量方法.从仿真结果可知,相同条件下,后者的时差测量精度优于前者.     

基于预警卫星观测的弹道导弹运动状态估计算法

针对预警卫星仅有角度测量信息，目标运动可观测性很弱，而导致最大似然弹道估计条件病态严重的问题，提出基于提供目标状态估计和联合误差协方差的Levenbebg-Marquardt算法的修正最大似然估计（MML）算法。利用预警卫星初始观测时刻的目标高度和速度等部分先验信息作为伪测量量，推导出导弹运动状态参数估计的修正最大似然算法。最后，对算法进行了Monte—Carlo仿真研究，仿真结果表明估计误差同理论误差边界相当，验证了估计算法的一致性和有效性．     

短基线时差法测向定位及精度分析

在推导出短基线时差法测向技术的有关公式后,给出测向精度的估算公式,然后提出一种基于短基线时差法测向技术的测向测时差定位方案,并重点对其定位精度进行分析。由于在地面应用时,短基线时差法测向设备的基线长度基本不受限制,测向精度较高,因而对目标的定位精度也能达到较高水平。     

多径信号频偏估计算法研究

多径信号的频偏估计是无线通信系统中的一个难题。在最大似然估计算法的基础上,提出一种兼顾实时性与有效性的频偏估计算法,给出了该频偏估计算法的克拉美罗界。仿真表明,所提算法同经典的周期图法相比,运算复杂度大大降低,且在很宽频偏范围内,估计精度接近于最大似然估计。     

基于半定松弛的到达时差定位算法

针对到达时差定位系统,提出了一种新的基于半定松弛的时差定位算法.该方法首先将距离测量误差作为一项重要参数,在到达时差测量模型下,建立了一个关于定位估计的非凸优化问题,然后通过松弛约束条件将该非凸优化问题转换成等价的凸优化问题,运用凸优化理论中的半定松弛规划方法求解目标的位置.仿真实验结果表明,该方法可以有效降低定位误差.     

复包络数字滤波器的最大似然辨识建模

针对无线通讯系统和雷达系统的数字仿真中大量存在的复包络数字滤波器建模问题 ,提出了一种基于变量误差模型 (Errors- in- Variables Model,简记为 EV模型 )的频域最大似然参数估计方法。首先将实验测量值的中心频率移到零频 ,得到复包络滤波器的频率响应 ,然后使用最小二乘法计算复包络滤波器系数的初始估计值 ,最后使用数值迭代法对最大似然估计的代价函数进行优化 ,得到复包络滤波器系数的最佳估计。实验结果以及理论分析表明 ,与现有的复包络数字滤波器转换方法相比 ,最大似然法建模的过程更加直接 ,结果更加精确     

一种多标校源的高轨伴星时差频差定位算法

针对高轨伴星时差频差无源定位系统中卫星位置、速度、时差和频差等参数的测量系统误差严重影响定位精度的问题,提出了一种基于四个或四个以上已知位置的地面标校源的高斯-牛顿定位算法。该算法首先利用差分法消除星间时差、频差测量的系统误差,再利用标校源的时差频差测量方程组估计出主星和伴星的相对位置和相对速度误差,最后结合时差、频差、地球球面以确定非合作辐射源位置。理论和数字仿真均表明在时差和频差测量的随机误差较小时,本文算法的均方根误差（MSE）接近克拉美-罗下限(CRLB)。