基于GNSS-R信号的空中目标探测研究

发布时间：2017-09-24 01:32

  本文关键词：基于GNSS-R信号的空中目标探测研究

  更多相关文章： GNSS-R 定位 多普勒频移 探测软件

【摘要】：有源雷达在使用过程中发送探测信号,隐蔽性较差,容易受到敌方的干扰与攻击。于是,无源探测技术便应运而生。无源雷达利用目标本身向外辐射或者已有的其他非合作辐射源作为目标的照射源。它通过对照射源的直射波和经目标散射的回波的接收与处理,获得目标回波的多普勒频移、到达时差及到达角等相关信息,从而对目标进行探测和跟踪。随着全球导航卫星系统日益成熟,卫星反射信号技术研究逐步深入,它们都为空中目标探测提供了新的无源探测方法。利用导航卫星作为实时信号源,地面接收站通过对直射信号和经过目标的反射信号的处理,从而实现对目标的探测定位和速度反演等。本文针对GNSS-R信号进行空中目标探测定位等展开研究,主要工作有以下几点:(1)详细地说明了GNSS的四大卫星系统以及GPS信号结构、电磁波极化特性、GNSS直射信号强度、GNSS反射信号强度、GNSS信号处理中的相干累积与非相干累加,从而对GNSS-R原理进行了比较深入与全面地阐述。(2)给出了多源单基模型和单源多基模型空中目标三维坐标的求解公式,针对时间延迟、卫星坐标和接收机坐标这三个影响定位精度的因素进行了仿真。仿真结果表明,不同的因素对定位精度的影响是不同,多源单基模型和单源多基模型总体上定位精度较高。(3)推导了卫星直射信号与反射信号的多普勒频移计算公式,对GPS卫星和北斗卫星直射信号与反射信号的多普勒频移进行了仿真。同时,提出了由多普勒频移计算空中目标速度的方法。(4)设计了基于GNSS-R信号的空中目标探测软件,该软件由总体界面、软件说明界面、GNSS信息界面、目标特性界面、地面接收界面、探测分析界面组成。它们为利用GNSS-R信号进行空中目标探测定位、速度反演等奠定了扎实的理论基础。
【关键词】：GNSS-R 定位 多普勒频移 探测软件
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 GNSS-R技术概述11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 论文结构安排14-16
• 第二章 GNSS-R基本原理16-31
• 2.1 GNSS系统16-23
• 2.1.1 GPS系统16-17
• 2.1.2 GPS信号结构17-21
• 2.1.3 其他全球导航卫星系统21-23
• 2.2 电磁波的极化23-26
• 2.3 GNSS直射信号强度26-27
• 2.4 GNSS反射信号强度27-28
• 2.5 GNSS信号处理中的相干累加非相干累加28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 基于GNSS-R信号的定位模型31-45
• 3.1 坐标系与坐标转换31-34
• 3.1.1 地心地固直角坐标系与大地坐标系31-32
• 3.1.2 WGS-84坐标系32-33
• 3.1.3 坐标转换33-34
• 3.2 多源单基定位模型34-37
• 3.3 多源单基模型定位误差分析37-39
• 3.4 单源多基定位模型39-42
• 3.5 单源多基模型定位误差分析42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 GNSS直射和反射信号的多普勒频移45-59
• 4.1 多普勒频移45
• 4.2 GNSS直射信号多普勒频移计算模型45-47
• 4.3 GNSS反射信号多普勒频移计算模型47-48
• 4.4 仿真场景设计48-54
• 4.4.1 STK软件介绍49
• 4.4.2 GPS卫星仿真场景设计49-52
• 4.4.3 北斗卫星仿真场景设计52-54
• 4.5 仿真结果分析54-57
• 4.6 速度反演模型57-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第五章 基于GNSS-R信号的空中目标探测软件59-75
• 5.1 总体界面59
• 5.2 软件说明界面59-60
• 5.3 GNSS信息界面60-63
• 5.4 目标特性界面63-67
• 5.5 地面接收界面67-70
• 5.6 探测分析界面70-74
• 5.7 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79

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本文编号：908607