双星时差频差定位体制在频域混叠电磁环境下的应用

现代战场电磁环境复杂,不同类型电磁信号在时频域碰撞混叠,现有常规侦察手段对此类信号的定位应用受到严重制约。双星时差频差定位体制通过互模糊函数求解信号到达时差和频差,分离频域混叠信号并获得高达公里量级的定位精度,非常适合于复杂电磁环境下的应用。通过求解模糊函数的方法分析了时差频差体制对频域混叠信号的分离和定位能力,然后结合美航母编队及其电磁环境构成,探讨了这一能力在监视航母编队,尤其是跟踪识别编队个体成员的具体应用。仿真与分析结果证明了双星时差频差定位体制的优势,对于天基侦察系统的建设具有重要意义。     

双星时差频差定位系统中的多信号定位技术

通过计算并分析多信号的互模糊函数,证明了双星时差频差定位 系统同频多信号定位的可行性;提出了计算双星定位系统可同时分辨的同频信号个数的公式 ,估算了卫星系统 的同频多信号分辨能力,并给出了同频多信号互模糊函数图;最后,提出了一种多信号定位 高效实现方法,其思想是先估计信号个数,再计算局部区域互模糊函数。该方法已得到了工 程验证。     

基于卡尔曼滤波的三星时差运动目标定位技术

针对三星时差无源定位体制的特点,研究空中运动目标辐射源定位技术。在匀 速直线运动目标模型下,通过改变地球方程参数,利用牛顿迭代算法给出目标的瞬时初始定 位点,并在此基础上利用不敏卡尔曼滤波对运动目标进行跟踪定位。仿真验证表明 ,利用三星时差测量体制和相关滤波算法,可以有效实现空中运动目标的跟踪定位,精度优 于5 km;同时在精确初始值的引导下,滤波算法收敛速度更快,定位精度更高,航迹更 为连续。     

运动TDMA系统目标时差定位算法

根据时分多址（TDMA）系统的同步特征,利用TDMA运动目标准周期性信号的到达时间,提出 了3种在三站时差定位系统中实现目标定位的算法。采用目标运动分析的方法,对TDMA目标 位置的可观测性进行分析,提出了目标运动分析时差定位算法,利用目标航迹上多个位置的 时差实现目标的定位。运用目标运动分析测距算法,提出了测距与传统时差定位和目标运动 分析时差定位相结合的两种定位算法。3种定位算法充分利用了目标的运动特性 ,提高了TDMA目标的定位精度,避免了传统时差定位算法中的多解和无解现象。仿真 结果验证了算法的有效性。     

基于约束加权最小二乘的时差频差联合定位算法

针对运动目标源定位问题,提出了一种基于约束加权最小二乘(Constrained Weighted Leas t-Squares, CWLS)的时差频差定位算法。该算法利用目标源到达多个接收站的时差和频 差信息,对目标源的位置和速度进行估计。通过引入中间变量,将时差频差非线性方程转换 成伪线性方程(中间变量与目标源位置和速度之间存在约束关系),再对此约束条件引入拉格 朗日乘子技术,将此伪线性方程的求解转化为求条件极值问题,创造性地求解了此非线性定 位方程,提高了定位精度,并能满足实时性和全局收敛要求。仿真实验表明,该算法在保持 相近复杂度的同时,进一步提高了定位性能,优于两步加权最小二乘算法,在噪声较高时仍 然能达到克拉美罗下限。     

双星时差频差无源定位系统定位算法工程指标分析

通过计算时差、频差测量精度,以及卫星运动引起的时差、频差变化率,提出双星时差频 差无源定位系统的信号最佳采样时间为10～100 ms。进一步推导了工程可实现的定位精 度,仿真结果表明双星系统工程可实现的定位精度约为1～3 km。研究和结论对双 星定位系统定位精度指标的论证与分解具有借鉴意义。     

基于最小二乘融合估计的双星时频差定位

件下具有测量误差和星历误差时定位精度不高的特点,提出了一种基于多次观测数据的最小 二乘融合估计定位算法,该算法无需增加观测条件即可有效提高辐射源定位精度。分析了测 量误差、星历误差对单参考站单次定位及融合定位精度的影响,推导了测量误差、星历误差 对定位误差的传递公式,提出了含星历误差影响的最小二乘融合估计加权算法。通过Monte- Carlo仿真验证了误差分析结果和定位算法,并比较了加权最小二乘估计定位和单次定位的 性能。仿真试验表明：在相同观测精度条件下,加权最小二乘融合定位可极大地提高辐射 源定位精度,最大提高10倍以上。     

基于参考站的低轨双星定位误差校正分析

分析了低轨双星时/频差定位体制中的定位误差分布情况,研究了基于参考站的误 差校正算法,最后分析了参考信号时/频差测量误差、参考站站址误差以及参考站位置等因 素对定位误差的影响,并对不同条件下参考站对定位误差的校正作用开展了计算机仿真试验 。该研究从数学上揭示了参考站对系统定位误差的校正原理,可为实际系统中参考站的建设 提供理论依据。     

利用三星时频差的运动辐射源定位与测速方法

针对高轨三星无源定位系统对空中恒定高度运动目标探测的应用场景,提出了一种利用信号到达时差(TDOA)、到达频率差(FDOA)的无源定位与测速方法。详细描述了算法原理、算法处理步骤,利用STK（Satellite Tool Kit）软件结合计算机仿真,分析了时差测量误差、频差测量误差、高程估计误差对定位精度与测速精度的影响。该方法定位精度与测速精度较高,具有一定的工程应用价值。     

基于概率的单站多目标无源定位算法

机载单站多目标无源定位是现代电：于侦察领域的重点和难点课题。本文提出了一种基于贝叶斯后验概率最大原理的机载单站多目标无源定位算法。该算法只使用干涉仪给出脉冲序列相位差和载频信息，即可完成对多目标的分选识别和高精度定位，具有定位准确、指示清楚、无需对信号进行预分选的优点。仿真结果表明：在工程可实现的测向、测频精度和考虑载机位置、姿态误差情况下，对于载机一侧的多目标可能达到的定位精度约为距离的2％，是一种具有广阔应用前景的机栽单站无源定位方法。     

时差型卫星定位系统目标位置标校算法的误差分析

针对时差型卫星定位系统位置标校算法中标校源选择的问题,首先建立了基于单个标校源的标校方法的误差分析模型,分析了参数的系统性误差和随机测量误差对标校效果的影响;其次,定义了两类定位误差改善因子,用来定量描述标校算法对定位精度的改善能力,并可以通过理论计算评价标校源的标校效果,从而为标校源的选择提供了依据。最后,仿真分析验证了误差分析模型及定位误差改善因子的有效性。