干涉仪单站无源侦察定位及实现

发布时间：2017-10-16 08:18

  本文关键词：干涉仪单站无源侦察定位及实现

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【摘要】：随着电子、空间和雷达等技术的快速发展,传统的有源定位设备面临着多种干扰、欺骗和反探测武器的威胁。而无源定位技术能在自身不发射电磁波的条件下得到目标的位置估计,具有作用距离远、隐蔽性好和造价低等优势,单站无源侦察定位技术由于避免了复杂的时间同步和多站间的数据融合定位,因而具有更好的机动性和灵活性,尤其在当下无人机等空中平台的有效应用下,单站无源侦察定位在战场侦察和监视、武器制导和电子战领域成为了研究热门。本文主要针对干涉仪单站无源侦察定位开展了以下工作:1.介绍了目标来波方向获取方法,对相位干涉仪的测向的原理进行了分析,详细推导了旋转式干涉仪测向原理与解模糊方法,并使用软件仿真结果对其测向精度和影响因素作出分析说明;提出一种二维9元圆型阵相位干涉仪测向方法,此方法采用虚拟基线进行相位差解模糊后使用最小二乘法得到方位估计,并根据软件仿真结果说明此方法的性能优势和应用条件。2.介绍了目标定位的空间几何原理,对几种常用单站无源定位的主要原理、可观测性、定位条件和定位性能等方面进行了分析对比,提出了一种基于干涉仪测向的加权最小二乘单站无源定位方法,此方法可在现代工程测量技术可保证的低测量误差条件下,到达几乎贴合克拉美罗下界的定位精度。并且对文章背景项目中的基于干涉仪的相位差及相位差变化率单站无源定位方法作出原理说明,使用软件仿真在建立的定位模型下对此方法的应用条件作出深入探讨。3.由于初始定位方程的非线性问题,对线性和非线性两种定位方程求解方法的优缺点进行分析,然后引入近来数学及信号处理领域研究颇多的半定松弛规划技术,在学习和介绍了此技术的原理概念与应用方法后,成功地将半定松弛规划方法运用到干涉仪测向单站无源定位中,并使用软件仿真结果证明半定松弛规划的定位方程求解方法的有效性。4.阐述了利用硬件平台在复杂多目标电磁环境中实现单站无源侦察定位的方法过程,给出干涉仪单站无源侦察定位的系统结构和硬件实现,采用FPGA完成来波信号的低信噪比高概率截获和参数提取,之后采用DSP完成多目标侦察的脉冲分选和脉内分析,然后利用嵌入到DSP中的相位差和相位差变化率目标定位方法进行目标定位,对系统各部分的工作原理和优化方法作出简要分析,并使用测试结果说明此系统可在复杂多目标电磁环境下实现快速高精度的目标侦察定位。
【关键词】：干涉仪 无源定位 半定松弛 侦察
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN971
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 引言15-16
• 1.2 国内外研究现状16-17
• 1.3 本文的主要工作及结构安排17-19
• 第二章 干涉仪测向19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 测向方法19-20
• 2.2.1 振幅法测向19
• 2.2.2 空间谱估计测向19-20
• 2.2.3 相位法测向20
• 2.3 一维相位干涉仪测向20-21
• 2.4 旋转式相位干涉仪21-25
• 2.4.1 模型原理21-23
• 2.4.2 仿真分析23-25
• 2.5 二维相位干涉仪测向25-29
• 2.5.1 二维单基线相位干涉仪25-26
• 2.5.2 二维多基线圆型阵相位干涉仪26-27
• 2.5.3 仿真分析27-29
• 2.6 本章小结29-31
• 第三章 单站无源定位方法31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 定位的空间几何原理31
• 3.3 单站定位方法概述31-34
• 3.4 一种基于加权最小二乘的干涉仪测向定位34-39
• 3.4.1 单站测向定位模型34-36
• 3.4.2 伪线性方程36-37
• 3.4.3 加权最小二乘解决方案37-38
• 3.4.4 仿真研究38-39
• 3.5 基于相位差和相位差变化率的单站无源定位39-45
• 3.5.1 相位差和相位差变化率的获取39-40
• 3.5.2 定位模型40-41
• 3.5.3 仿真研究41-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 基于半定松弛规划的单站无源定位47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 半定松弛的应用方向47-49
• 4.3 半定松弛规划的实现49-51
• 4.4 基于半定松弛规划的单站干涉仪测向定位51-53
• 4.5 计算机仿真分析53-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 单站无源侦察定位在复杂电磁环境下的实现57-73
• 5.1 引言57
• 5.2 系统构成与硬件实现57-58
• 5.3 参数提取模块58-66
• 5.3.1 数字信道化58-62
• 5.3.2 幅相解调62-63
• 5.3.3 时域参数测量63-65
• 5.3.4 频域参数测量65
• 5.3.5 相位差测量65-66
• 5.4 目标侦察定位模块66-72
• 5.4.1 脉冲分选66-69
• 5.4.2 脉内分析69-71
• 5.4.3 目标定位71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 参考文献75-77
• 致谢77-79
• 作者简介79-80

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本文编号：1041620