本文關(guān)鍵詞：基于預(yù)處理的無源定位對(duì)抗技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 無源定位 時(shí)延估計(jì) TDOA定位 定位對(duì)抗

【摘要】：定位系統(tǒng)通常包括定位移動(dòng)臺(tái)和定位臺(tái)兩個(gè)主要部分,其中定位移動(dòng)臺(tái)是指被定位目標(biāo),定位系統(tǒng)完成對(duì)定位移動(dòng)臺(tái)位置信息的定位;而定位臺(tái)一般指定位終端或定位裝置,定位系統(tǒng)通過定位臺(tái)獲取定位移動(dòng)臺(tái)的位置信息。無源定位是指定位移動(dòng)臺(tái)本身不主動(dòng)發(fā)射專門用于定位目的的定位信號(hào),而是定位臺(tái)通過被動(dòng)接收定位移動(dòng)臺(tái)發(fā)射或輻射的常規(guī)通信信號(hào)來進(jìn)行定位的方式。傳統(tǒng)的有源定位系統(tǒng)如雷達(dá)和聲吶等,在工作時(shí)主動(dòng)發(fā)射大功率電磁信號(hào)以完成定位,容易受到外界環(huán)境條件及電磁干擾的影響。敵對(duì)方的定位裝置也可以利用這一點(diǎn)通過各種信號(hào)檢測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)到有源定位設(shè)備的具體位置信息,從而進(jìn)行有效的干擾和打擊。因此在定位和電子對(duì)抗領(lǐng)域,無源定位作為一種靈活機(jī)動(dòng)性與隱蔽性兼得的定位技術(shù),引起越來越多的重視。近年來,隨著信號(hào)處理和雷達(dá)接收技術(shù)的迅猛發(fā)展,無源定位的定位精度日益提高[1],而針對(duì)非合作定位方的定位對(duì)抗技術(shù)研究卻很不成熟,國內(nèi)外針對(duì)無源定位的定位對(duì)抗技術(shù)鮮有成果報(bào)道。在軍事通信或?qū)τ诙ㄎ灰苿?dòng)臺(tái)隱蔽性要求高的環(huán)境下,即使無源定位技術(shù)能夠提供較好的定位性能,但是定位移動(dòng)臺(tái)的隱蔽性和安全性卻仍難以保障,基于無源定位的定位對(duì)抗技術(shù)研究刻不容緩。本文對(duì)傳統(tǒng)無源定位中常用的到達(dá)時(shí)間差定位(Time Differences of Arrive,TDOA)技術(shù)的基本原理和定位性能進(jìn)行了研究,根據(jù)影響傳統(tǒng)TDOA定位精度的干擾因子,提出了一種基于定位移動(dòng)臺(tái)預(yù)處理方式的定位對(duì)抗方法,以對(duì)抗敵對(duì)非合作定位方的無源定位。針對(duì)合作定位方,完成了相對(duì)應(yīng)的定位對(duì)抗的解預(yù)處理方式研究,驗(yàn)證了采用預(yù)處理方式不會(huì)影響合作定位方的定位精度。本文主要完成以下研究?jī)?nèi)容:(1)基于對(duì)TDOA定位原理的研究,得出影響定位性能的主要因素為到達(dá)時(shí)間差的時(shí)延估計(jì)性能和傳輸信道的噪聲條件,而影響時(shí)延估計(jì)精度的因素主要是傳輸信道的多徑特性。通過預(yù)處理方式構(gòu)造具有偽多徑信號(hào)特征的無線傳輸信號(hào),即可實(shí)現(xiàn)對(duì)到達(dá)時(shí)間差的時(shí)延估計(jì)性能的有效干擾和欺騙,進(jìn)而達(dá)成基于預(yù)處理的TDOA定位對(duì)抗目的。(2)基于上述理論,完成基于偽多徑信號(hào)預(yù)處理方式的建模,并分析預(yù)處理參數(shù)對(duì)時(shí)延估計(jì)精度及定位精度的影響;仿真結(jié)果表明,通過在定位移動(dòng)臺(tái)采用基于偽多徑信號(hào)的發(fā)射信號(hào)預(yù)處理方法,可以大大削弱非合作定位方使用傳統(tǒng)TDOA定位手段時(shí)的定位精度。(3)通過詳細(xì)的公式推導(dǎo)和仿真分析,分析信噪比、時(shí)延參數(shù)和幅度因子的等參數(shù)對(duì)時(shí)延估計(jì)的影響以及基于預(yù)處理的TDOA定位對(duì)幾何精度稀釋因子(Geometric Dilution of Precision,GDOP)的影響;通過對(duì)偽多徑預(yù)處理方法中各種不同多徑參數(shù)情況下的仿真分析,探討了參數(shù)變化對(duì)時(shí)延估計(jì)及定位性能的影響。(4)完成針對(duì)合作定位方的TDOA定位性能恢復(fù),根據(jù)已知的定位移動(dòng)臺(tái)偽多徑預(yù)處理參數(shù)及相應(yīng)的信源通信參數(shù)設(shè)計(jì)適用的解預(yù)處理方法,以實(shí)現(xiàn)保障定位性能的目的。研究表明,利用偽多徑信號(hào)傳輸提供的分集特性,基于解預(yù)處理的定位臺(tái)甚至可以獲得相對(duì)于傳統(tǒng)時(shí)差定位臺(tái)更高的定位性能。
【關(guān)鍵詞】：無源定位 時(shí)延估計(jì) TDOA定位 定位對(duì)抗
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN97
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 縮略詞表15-17
• 第一章 緒論17-22
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 傳統(tǒng)TDOA無源定位方式研究22-36
• 2.1 TDOA時(shí)延估計(jì)算法22-24
• 2.1.1 基于二階統(tǒng)計(jì)量的時(shí)延估計(jì)算法22-23
• 2.1.2 基于代價(jià)函數(shù)的時(shí)延估計(jì)算法23
• 2.1.3 特征空間分解算法23-24
• 2.2 互相關(guān)時(shí)延估計(jì)法24-27
• 2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法（SCC）24-26
• 2.2.2 廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法（GCC）26-27
• 2.2.3 GCC與SCC對(duì)比27
• 2.3 TDOA定位基本原理27-31
• 2.3.1 雙曲線定位方程27-28
• 2.3.2 求解方程算法28-31
• 2.4 TDOA的定位精度研究31-35
• 2.4.1 時(shí)延估計(jì)精度及定位精度的參數(shù)指標(biāo)31-33
• 2.4.2 時(shí)差定位的精度因子（GDOP）33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于非合作定位方的TDOA定位對(duì)抗研究36-55
• 3.1 基于偽多徑信號(hào)的預(yù)處理方式建模分析36-40
• 3.1.1 基于偽多徑信號(hào)的建模分析36-38
• 3.1.2 基于偽多徑信號(hào)的互相關(guān)時(shí)延估計(jì)研究38-40
• 3.2 基于偽多徑信號(hào)的峰值檢測(cè)對(duì)抗研究40-46
• 3.2.1 最大峰值檢測(cè)法40-41
• 3.2.2 上升沿門限檢測(cè)算法41
• 3.2.3 基于偽多徑信號(hào)時(shí)延參數(shù)的峰值檢測(cè)對(duì)抗41-45
• 3.2.4 基于偽多徑信號(hào)幅度參數(shù)的峰值檢測(cè)對(duì)抗45-46
• 3.3 時(shí)延估計(jì)偏差在傳統(tǒng)環(huán)境下導(dǎo)致定位無解的門限46-48
• 3.3.1 SNR導(dǎo)致定位無解的門限值46-47
• 3.3.2 單徑預(yù)處理時(shí)延參數(shù)導(dǎo)致定位無解的門限值47-48
• 3.4 時(shí)延及幅度參數(shù)對(duì)預(yù)處理定位性能的影響48-53
• 3.4.1 各徑時(shí)延差和幅度比對(duì)時(shí)延估計(jì)精度的影響49-52
• 3.4.2 各徑時(shí)延差和幅度比對(duì)定位精度的影響52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 基于合作定位方的TDOA定位恢復(fù)研究55-77
• 4.1 定位恢復(fù)結(jié)構(gòu)框圖55-56
• 4.2 基于ⅡR結(jié)構(gòu)的解預(yù)處理方式設(shè)計(jì)56-58
• 4.3 基于ⅡR結(jié)構(gòu)的解預(yù)處理系統(tǒng)收斂性推導(dǎo)58-59
• 4.4 基于ⅡR結(jié)構(gòu)的解預(yù)處理性能對(duì)比59-66
• 4.4.1 時(shí)延估計(jì)性能對(duì)比61-64
• 4.4.1.1 各徑幅度比小于 161-62
• 4.4.1.2 各徑幅度比大于 162-64
• 4.4.2 定位性能對(duì)比64-66
• 4.4.2.1 各徑幅度比小于 164-65
• 4.4.2.2 各徑幅度比大于 165-66
• 4.5 基于RAKE接收機(jī)的解預(yù)處理方式設(shè)計(jì)66-68
• 4.6 基于RAKE接收機(jī)的解預(yù)處理性能對(duì)比68-75
• 4.6.1 時(shí)延估計(jì)性能對(duì)比69-71
• 4.6.1.1 各徑幅度比小于 169-70
• 4.6.1.2 各徑幅度比大于 170-71
• 4.6.2 定位性能對(duì)比71-73
• 4.6.2.1 各徑幅度比小于 171-72
• 4.6.2.2 各徑幅度比大于 172-73
• 4.6.3 傳統(tǒng)時(shí)差定位與Rake解預(yù)處理的時(shí)差定位性能對(duì)比73-75
• 4.7 本章小結(jié)75-77
• 第五章 基于預(yù)處理時(shí)差定位的幾何精度稀釋因子研究77-93
• 5.1 傳統(tǒng)時(shí)差定位的幾何精度稀釋因子77-80
• 5.2 基于預(yù)處理的時(shí)差定位幾何精度稀釋因子80-85
• 5.3 傳統(tǒng)時(shí)差定位的GDOP仿真結(jié)果85-88
• 5.4 基于預(yù)處理時(shí)差定位的GDOP仿真結(jié)果88-92
• 5.5 本章小結(jié)92-93
• 第六章 總結(jié)與展望93-95
• 6.1 本文總結(jié)及主要貢獻(xiàn)93-94
• 6.2 下一步的研究工作94-95
• 致謝95-96
• 參考文獻(xiàn)96-99

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10 任s，

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