慢速单平台高精度无源定位技术研究

发布时间：2017-07-05 03:19

  本文关键词：慢速单平台高精度无源定位技术研究

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【摘要】：现代舰载电子战争当中,舰载单站无源定位技术具有独立性好、隐蔽性强、作用距离远、相对灵活等诸多优点,可以很好的克服了多站无源定位技术中时间同步难、数据融合复杂等问题,同时很好的弥补了有源雷达容易被发觉、难以实现对低空突防以及隐身目标的探测问题,成为目前定位与跟踪领域被广泛研究的热点内容。信号源定位在阵列信号处理中也是一直被研究的问题,其主要任务是根据阵列天线输出的数据,计算出目标信号源的空间位置信息,与传统的舰载单站无源定位方法相比,基于阵列信号处理的定位方法,其概念直观清晰,定位速度及精度都传统的方法都高很多,在现代海战越来越重视高速度和高精度的需求下,有着更广阔的应用前景及更高的实用价值。本文对单站无源定位及跟踪技术的国内外情况进行了分析,并对现有的单站无源定位及跟踪滤波方法进行总结,以阵列信号处理为基础,根据阵列和目标的距离关系,分别针对近场模型和远场模型研究多种定位方法,包括基于对称阵列的对阵子阵定位法、基于对称阵列的输出重构Toeplitz Hemitian矩阵的定位方法、基于近场模型下对称阵列的稀疏信号恢复定位方法、远场模型下的三角合成定位法、基于多次观测得到的阵列输出数据的子空间数据融合定位法,并对每一种方法的原理进行了详细的描述及实验,经仿真比较后确定了基于近场模型的舰载平台单站无源定位方法;然后针对运动目标,在卡尔曼滤波统一框架下运用确定性采样卡尔曼滤波算法对原始数据进行滤波处理,并针对容积卡尔曼滤波算法提出了平方根容积卡尔曼信息滤波算法,不仅提高了滤波跟踪的稳定性,而且提高了收敛速度和定位精度,将其和IMM算法相结合用于机动目标的跟踪同样得到了很好的效果;最后本文设计了一种定位系统实现方案,利用矩形阵列结构的阵列天线实现对目标全方位的定位与跟踪,给出了系统框图,并对定位流程进行了详细介绍。
【关键词】：慢速单平台 单站无源定位 阵列信号处理 近场模型
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN95
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究工作的背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究历史与现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 单站无源定位的关键技术进展11-13
• 1.3.1 定位方法11-12
• 1.3.2 跟踪滤波算法12-13
• 1.4 本论文的结构安排13-14
• 第二章 慢速单平台无源定位方法研究14-49
• 2.1 慢速单平台定位方法14-16
• 2.1.1 定位方法概述14-15
• 2.1.2 定位方法选择15-16
• 2.2 慢速单平台特点16-18
• 2.3 基于近场模型的定位方法18-36
• 2.3.1 对称子阵多项式求根定位法20-25
• 2.3.2 基于Toeplitz Hemitian矩阵QR分解的定位方法25-29
• 2.3.3 基于稀疏信号重构的定位方法29-36
• 2.4 基于远场模型的定位方法36-48
• 2.4.1 三角合成定位法38-43
• 2.4.2 子空间数据融合定位方法43-48
• 2.5 本章小结48-49
• 第三章 慢速单平台被动跟踪算法研究49-65
• 3.1 匀速目标的跟踪滤波的数学模型49-50
• 3.1.1 匀速目标状态模型50
• 3.1.2 匀速目标观测模型50
• 3.2 匀速目标跟踪滤波算法50-58
• 3.2.1 UKF滤波算法51-52
• 3.2.2 CDKF滤波算法52-53
• 3.2.3 CKF滤波算法53-55
• 3.2.4 数值仿真分析55-58
• 3.3 平方根容积卡尔曼信息滤波算法58-62
• 3.3.1 算法描述58-60
• 3.3.2 仿真分析60-62
• 3.4 机动目标跟踪滤波62-64
• 3.5 本章小结64-65
• 第四章 慢速单平台定位系统实现方案65-71
• 4.1 系统设计65-68
• 4.2 系统组成与软件处理流程68-70
• 4.2.1 系统组成68-69
• 4.2.2 软件处理流程69-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第五章 全文总结与展望71-72
• 5.1 全文总结71
• 5.2 后续工作展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间的研究成果77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 单月晖,孙仲康,皇甫堪;基于相位差变化率方法的单站无源定位技术[J];国防科技大学学报;2001年06期

2 王建钢;花兴来;朱元清;胡冰;和蓉;;利用波达方位角及其变化率对运动辐射源的无源定位[J];现代防御技术;2008年05期

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本文编号：520373