本文關(guān)鍵詞：輻射源多陣列直接定位算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輻射源的多陣列聯(lián)合定位是利用多個(gè)陣列接收的同一個(gè)目標(biāo)的輻射信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行的定位。傳統(tǒng)的多陣列聯(lián)合定位采用二步定位的模式,即系統(tǒng)首先估計(jì)窄帶輻射信號(hào)到達(dá)各陣列的達(dá)方向(direction of arrival, DOA),然后再用這些估計(jì)結(jié)果對(duì)目標(biāo)進(jìn)行交叉定位。這種定位模式在參數(shù)估計(jì)過程中會(huì)帶來目標(biāo)信息的損失,因此具有一定的局限性,在低信噪比下定位性能難以進(jìn)一步的提高。多陣列的直接定位(direct position determination, DPD)算法是近年來興起的一個(gè)重要的研究方向,該算法在函數(shù)層或者數(shù)據(jù)層直接進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,估計(jì)目標(biāo)的位置。因?yàn)橹苯訑?shù)據(jù)融合模式損失的目標(biāo)信息更少,因此在低信噪比下該算法較傳統(tǒng)二步定位模式具有更高的定位精度和穩(wěn)定性。此外,DPD算法在多目標(biāo)條件下不需要進(jìn)行參數(shù)匹配,可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)直接定位。在實(shí)際應(yīng)用中,由于計(jì)算所需的數(shù)據(jù)量較大,對(duì)測(cè)量站與處理中心間的數(shù)據(jù)通信鏈路提出較高要求。大多數(shù)多陣列DPD算法都是基于陣列流形精確已知,且接收噪聲為高斯白噪聲的假設(shè),因此理論性能優(yōu)良；但是在實(shí)際應(yīng)用中,各類陣列誤差不可避免,各陣列間甚至各陣元之間的接收噪聲也可能是非均勻的甚至具有相關(guān)性,這往往導(dǎo)致多陣列DPD算法的定位性能變差。因此,本文從實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的多種模型誤差入手,深入研究模型誤差對(duì)多陣列DPD算法帶來的影響,并借鑒經(jīng)典的陣列空間譜估計(jì)理論,設(shè)計(jì)了不同形式陣列模型誤差下的多陣列DPD校正算法。本文致力于進(jìn)一步提高多陣列DPD算法在實(shí)際應(yīng)用過程中的定位精度,研究工作圍繞多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)和頻域數(shù)據(jù)DPD定位模型、陣列通道幅相誤差下的多陣列DPD算法設(shè)計(jì)、非均勻噪聲下的多陣列DPD算法設(shè)計(jì)以及陣列色噪聲下的多陣列DPD算法設(shè)計(jì)四個(gè)方面展開。論文的主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)如下：1.總結(jié)與比較傳統(tǒng)二步定位模型與現(xiàn)有DPD算法的數(shù)據(jù)融合形式,深入分析并指出二步定位方法的局限以及DPD算法在低信噪比下具有較高性能的根本原因；根據(jù)處理的數(shù)據(jù)形式,將現(xiàn)有多陣列DPD算法分為時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法和頻域數(shù)據(jù)DPD算法兩種；分析了和比較了各類DPD算法的優(yōu)劣勢(shì),明確了其適用范圍,并明確指出頻域數(shù)據(jù)DPD算法存在視距范圍內(nèi)的適用限制。2.給出了陣列通道幅相誤差下基于頻域數(shù)據(jù)的多陣列DPD定位模型,并提出了一種陣列幅相誤差下的多陣列DPD自校正算法。該算法使用迭代的方式同時(shí)估計(jì)各陣列通道幅相誤差以及目標(biāo)位置,提高了陣列幅相誤差下的多陣列DPD定位精度。3.給出了非均勻噪聲下的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD定位模型,設(shè)計(jì)了非均勻噪聲下的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法,該算法利用各陣列輸出協(xié)方差矩陣迭代估計(jì)非均勻噪聲的協(xié)方差矩陣和目標(biāo)位置,從而降低了非均勻噪聲對(duì)DPD算法的影響；對(duì)于多目標(biāo)的情況,則使用交替投影方法降低定位算法的搜索維度；在多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD定位模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了相應(yīng)的克拉美羅界。該算法能夠較為準(zhǔn)確的估計(jì)非均勻噪聲功率,提高DPD算法在非均勻噪聲下的定位精度,在高信噪比時(shí)能夠逼近相應(yīng)的克拉美羅界。4.給出了非均勻噪聲下的多陣列頻域數(shù)據(jù)DPD定位模型,設(shè)計(jì)了非均勻噪聲下的多陣列頻域數(shù)據(jù)DPD算法,該算法利用多個(gè)陣列輸出頻域數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣首先估計(jì)噪聲頻域數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣,然后用估計(jì)結(jié)果預(yù)白化陣列輸出數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣,再對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行估計(jì)。該算法可以對(duì)非均勻噪聲的協(xié)方差矩陣進(jìn)行較為準(zhǔn)確的估計(jì),經(jīng)過校正后DPD算法在計(jì)算量增加不大的情況下,定位精度有較大的提高。5.以上的三種算法均要求陣列接收噪聲是空域白噪聲,即各陣元接收噪聲不相關(guān)。但實(shí)際應(yīng)用中陣列接收噪聲為色噪聲的情況也是存在的,噪聲建模的錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致DPD算法定位精度的下降。針對(duì)陣列色噪聲下的多陣列聯(lián)合定位問題,給出了陣列色噪聲下的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD定位模型,設(shè)計(jì)了基于四階累積量的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)的DPD算法,并推導(dǎo)出了克拉美羅界。該算法對(duì)高斯噪聲模型不敏感,因而在空域高斯色噪聲場(chǎng)中也能夠取得精確的定位效果,且在高信噪比時(shí)可達(dá)到相應(yīng)的克拉美羅界。
【關(guān)鍵詞】：直接定位 時(shí)域數(shù)據(jù)直接定位 頻域數(shù)據(jù)直接定位 陣列通道幅相誤差 非均勻噪聲 色噪聲
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 常用符號(hào)說明11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 研究歷史與現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 DPD算法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 陣列誤差校正研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 多陣列DPD算法基本原理18-38
• 2.1 引言18-20
• 2.2 多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法20-23
• 2.2.1 算法模型20-21
• 2.2.2 定位算法21-23
• 2.2.3 定位誤差的克拉美羅界23
• 2.3 多陣列頻域數(shù)據(jù)DPD算法23-30
• 2.3.1 算法模型23-24
• 2.3.2 定位算法24-27
• 2.3.3 定位誤差的克拉美羅界27-30
• 2.4 定位解算算法30
• 2.5 仿真與比較30-35
• 2.6 本章小結(jié)35-38
• 第三章 陣列通道幅相誤差下的多陣列DPD算法38-42
• 3.1 引言38
• 3.2 陣列通道幅相誤差下的多陣列DPD定位模型38
• 3.3 陣列通道幅相誤差下的多陣列DPD自校正算法38-40
• 3.4 算法仿真40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 非均勻噪聲下的多陣列DPD算法42-56
• 4.1 引言42-43
• 4.2 非均勻噪聲下的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法43-47
• 4.2.1 定位模型43
• 4.2.2 定位算法43-44
• 4.2.3 多目標(biāo)條件下的交替投影算法44-45
• 4.2.4 定位誤差的克拉美羅界45-47
• 4.3 非均勻噪聲下的多陣列頻域數(shù)據(jù)DPD算法47-50
• 4.3.1 定位模型47-48
• 4.3.2 非均勻噪聲協(xié)方差矩陣的估計(jì)48-49
• 4.3.3 多陣列預(yù)白化頻域數(shù)據(jù)DPD算法49-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析50-54
• 4.4.1 非均勻噪聲下多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法仿真50-52
• 4.4.2 非均勻噪聲下多陣列頻域數(shù)據(jù)DPD算法仿真52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第五章 基于四階累積量的多陣列DPD算法56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 高階累積量基礎(chǔ)56-59
• 5.3 基于四階累積量的多陣列時(shí)域數(shù)據(jù)DPD算法59-60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)束語(yǔ)62-64
• 一. 全文工作總結(jié)62-63
• 二. 未來工作展望63-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡(jiǎn)歷70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張敏;郭福成;周一宇;;基于單個(gè)長(zhǎng)基線干涉儀的運(yùn)動(dòng)單站直接定位[J];航空學(xué)報(bào);2013年02期

2 王鼎;吳瑛;;陣元位置誤差自校正的累量域輔助陣元法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年07期

3 唐建紅;司錫才;初萍;;改進(jìn)的基于四階累積量的MUSIC算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年02期

4 王鼎;張莉;吳瑛;;基于角度信息的結(jié)構(gòu)總體最小二乘無(wú)源定位算法[J];中國(guó)科學(xué)(F輯:信息科學(xué));2009年06期

5 刁鳴;吳小強(qiáng);李曉剛;;基于四階累積量的測(cè)向方法研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2008年02期

6 王鼎;吳瑛;田建春;;基于總體最小二乘算法的多站無(wú)源定位[J];信號(hào)處理;2007年04期

7 孫青,陶建鋒,張寧;電子戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];航天電子對(duì)抗;2005年05期

8 齊崇英,王永良,張永順,陳輝;色噪聲背景下相干信源DOA估計(jì)的空間差分平滑算法[J];電子學(xué)報(bào);2005年07期

9 王俊,張守宏,保錚;基于外照射的無(wú)源相干雷達(dá)系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

10 范偉,楊琳,王海江,田忠;隱身技術(shù)下低可觀測(cè)目標(biāo)特點(diǎn)及其探測(cè)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2004年17期

  本文關(guān)鍵詞：輻射源多陣列直接定位算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：290066