LMS预处理的相位差机载单站无源定位方法
发布时间：2021-08-27 16:46
针对机载单站无源定位精度受限于参数测量误差的实际问题,提出一种改善相位差误差下的网格搜索无源定位方法。首先采用LMS自适应滤波算法对相位差信息进行滤波处理,然后根据定位模型利用观测的相位差建立定位方程,最后通过网格搜索法解算辐射源目标位置。该方法可以在相位差测量误差较大情况下实现对辐射源目标的精确定位。仿真实验结果表明,滤波处理后的相位差误差可以减小到0.14rad以下,而且定位结果优于文献[17]的方法。通过分析定位误差,表明相位差误差在10°范围内,增大网格分辨率和延长观测时间可以提高定位精度,同时也进一步验证了获取高精度相位差信息的必要性。
【文章来源】：空军工程大学学报(自然科学版). 2019,20(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
滤波输出误差
从图5可以看出，网格搜索法在一定误差范围内能够实现对目标辐射源的定位，另外，该算法求解的结果接近真实值，不会出现发散现象。应指出的是，图5中计算结果点位的分布也受到网格搜索法最小网格分辨率的影响，因而明显可见部分点位规则地排列在网格上，部分定位点也会出现重合。文献[17]在利用相位差信息对目标定位的基础上，采用粒子群改进算法对目标搜索定位。在上述仿真条件下，改变观测相位差误差，通过50次蒙特卡罗仿真实验，将本文定位方法和直接网格搜索定位、文献[17]定位方法作对比，得到不同误差下的定位性能，见表1。从结果可以看出，本文方法能够更好地克服不同的相位差误差对定位精度带来的影响，定位的平均径向距离误差稳定在1km以内，表明本文定位方法优于其他2种方法。
在仿真过程中，我们采用2种方法来表示搜索点与真实位置的接近程度。方法1是：对比所有观测点（M1）；方法2是：对比首尾2个观测点（M2）。图6分别是网格分辨率大小对x方向，y方向，径向定位误差R的影响。从图中可以看到：以5%的距离误差作为衡量定位是否准确的标准，当其他参数固定时，网格间隔越小，平均定位误差越小，且M2明显优于M1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]New normalized LMS adaptive filter with a variable regularization factor[J]. LI Zhoufan,LI Dan,XU Xinlong,ZHANG Jianqiu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2019(02)
[2]基于干涉相位的两步法高精度无模糊时延估计[J]. 赵培焱,彭华峰,邓兵,贺青. 系统工程与电子技术. 2018(11)
[3]微小型无人机单站无源交叉定位[J]. 廖薇,车延庭,赵俊杰,郭丽姝. 电子信息对抗技术. 2018(04)
[4]改进的非完全约束加权最小二乘TDOA/FDOA无源定位方法[J]. 周恭谦,杨露菁,刘忠. 系统工程与电子技术. 2018(08)
[5]基于自适应LMS的导波雷达液位计回波识别与校正（英文）[J]. 麻文刚,王小鹏,田俊伟. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2017(04)
[6]牛顿迭代法在非线性特征问题中的收敛性[J]. 宋耀艳,张成毅,侯甲渤. 西安工程大学学报. 2017(01)
[7]LMS自适应滤波算法改进及其在连线干涉测量中的应用[J]. 杨文革,沈晖,杨婷,路伟涛. 遥测遥控. 2016(05)
[8]基于二维单基线的单星高精度无源定位算法[J]. 郑仕力,董乔忠,王笃祥. 航天电子对抗. 2016(03)
[9]基于SVD-UKF单站无源定位算法研究[J]. 夏忠婷,武洋,黄苏豫. 计算机与数字工程. 2016(03)
[10]改进的相关干涉仪测向处理方法[J]. 李淳,廖桂生,李艳斌. 西安电子科技大学学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]机载无源定位技术与跟踪算法研究[D]. 刘学.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3366723
【文章来源】：空军工程大学学报(自然科学版). 2019,20(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
滤波输出误差
从图5可以看出，网格搜索法在一定误差范围内能够实现对目标辐射源的定位，另外，该算法求解的结果接近真实值，不会出现发散现象。应指出的是，图5中计算结果点位的分布也受到网格搜索法最小网格分辨率的影响，因而明显可见部分点位规则地排列在网格上，部分定位点也会出现重合。文献[17]在利用相位差信息对目标定位的基础上，采用粒子群改进算法对目标搜索定位。在上述仿真条件下，改变观测相位差误差，通过50次蒙特卡罗仿真实验，将本文定位方法和直接网格搜索定位、文献[17]定位方法作对比，得到不同误差下的定位性能，见表1。从结果可以看出，本文方法能够更好地克服不同的相位差误差对定位精度带来的影响，定位的平均径向距离误差稳定在1km以内，表明本文定位方法优于其他2种方法。
在仿真过程中，我们采用2种方法来表示搜索点与真实位置的接近程度。方法1是：对比所有观测点（M1）；方法2是：对比首尾2个观测点（M2）。图6分别是网格分辨率大小对x方向，y方向，径向定位误差R的影响。从图中可以看到：以5%的距离误差作为衡量定位是否准确的标准，当其他参数固定时，网格间隔越小，平均定位误差越小，且M2明显优于M1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]New normalized LMS adaptive filter with a variable regularization factor[J]. LI Zhoufan,LI Dan,XU Xinlong,ZHANG Jianqiu. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2019(02)
[2]基于干涉相位的两步法高精度无模糊时延估计[J]. 赵培焱,彭华峰,邓兵,贺青. 系统工程与电子技术. 2018(11)
[3]微小型无人机单站无源交叉定位[J]. 廖薇,车延庭,赵俊杰,郭丽姝. 电子信息对抗技术. 2018(04)
[4]改进的非完全约束加权最小二乘TDOA/FDOA无源定位方法[J]. 周恭谦,杨露菁,刘忠. 系统工程与电子技术. 2018(08)
[5]基于自适应LMS的导波雷达液位计回波识别与校正（英文）[J]. 麻文刚,王小鹏,田俊伟. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2017(04)
[6]牛顿迭代法在非线性特征问题中的收敛性[J]. 宋耀艳,张成毅,侯甲渤. 西安工程大学学报. 2017(01)
[7]LMS自适应滤波算法改进及其在连线干涉测量中的应用[J]. 杨文革,沈晖,杨婷,路伟涛. 遥测遥控. 2016(05)
[8]基于二维单基线的单星高精度无源定位算法[J]. 郑仕力,董乔忠,王笃祥. 航天电子对抗. 2016(03)
[9]基于SVD-UKF单站无源定位算法研究[J]. 夏忠婷,武洋,黄苏豫. 计算机与数字工程. 2016(03)
[10]改进的相关干涉仪测向处理方法[J]. 李淳,廖桂生,李艳斌. 西安电子科技大学学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]机载无源定位技术与跟踪算法研究[D]. 刘学.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3366723
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3366723.html
