【摘要】：在現(xiàn)代電子信息戰(zhàn)環(huán)境中,目標(biāo)的偵察和定位是電子戰(zhàn)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。隨著電子對(duì)抗和防御技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)源時(shí)差定位技術(shù)因其生存能力強(qiáng)、探測(cè)距離遠(yuǎn)、定位精度高的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的研究和應(yīng)用。無(wú)源TDOA定位系統(tǒng)基站的布站位置是影響其定位性能的重要因素之一,因此本文以無(wú)源TDOA定位系統(tǒng)為研究對(duì)象,深入研究了多站無(wú)源TDOA定位系統(tǒng)的布站方法。本文所研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:首先,介紹了無(wú)源時(shí)差定位技術(shù)的基本原理,建立了無(wú)源時(shí)差定位系統(tǒng)基本模型,推導(dǎo)了測(cè)量直角坐標(biāo)系下TDOA定位系統(tǒng)對(duì)二維平面目標(biāo)位置和三維空間目標(biāo)位置的求解。針對(duì)定位過(guò)程中存在的定位模糊和無(wú)解的問(wèn)題,研究了基站布局和TDOA測(cè)量誤差對(duì)定位模糊和無(wú)解的影響并給出了改善定位模糊和無(wú)解的方法。其次,研究了無(wú)源時(shí)差定位系統(tǒng)規(guī)則布站的布站方法。通過(guò)對(duì)規(guī)則布站下幾何精度稀釋(GDOP)的推導(dǎo),得出影響規(guī)則布站定位精度的因素。研究并仿真了在不同因素影響下規(guī)則布站的GDOP分布,得到規(guī)則布站的布站策略。最后通過(guò)仿真分析目標(biāo)從不同方向來(lái)襲時(shí),不同布站陣型下TDOA定位系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的定位精度,研究提出了針對(duì)固定目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的規(guī)則布站的布站方法。然后,研究了基于最優(yōu)化布站模型的布站方法。針對(duì)實(shí)際情況下可選布站位置無(wú)法滿足規(guī)則布站位置要求,或規(guī)則布站下對(duì)目標(biāo)區(qū)域的定位精度不能達(dá)到指定要求的問(wèn)題,提出了將無(wú)源時(shí)差定位系統(tǒng)的布站問(wèn)題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。通過(guò)確定自變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)建立多站無(wú)源TDOA定位系統(tǒng)的最優(yōu)化布站模型,研究了用遺傳算法(GA)和粒子群算法(PSO)求解最優(yōu)布站的流程和方法,并比較了兩種優(yōu)化算法求解最優(yōu)布站位置時(shí)的性能。最后,研究了考慮基站時(shí)差測(cè)量性能差異的最優(yōu)布站方法。由于實(shí)際偵察定位環(huán)境中,TDOA測(cè)量誤差受多種因素的影響,因此提出將TDOA測(cè)量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差視為由目標(biāo)信號(hào)參數(shù)、信噪比和傳播距離等決定的一個(gè)函數(shù),推導(dǎo)了在該TDOA測(cè)量誤差影響下的定位精度的CRLB,將目標(biāo)區(qū)域CRLB跡的平均值作為最優(yōu)布站模型的目標(biāo)函數(shù)來(lái)求解最優(yōu)布站位置。同時(shí),研究了對(duì)灰狼優(yōu)化算法(GWO)的改進(jìn),提出了改進(jìn)后的混合灰狼優(yōu)化算法(M-GWO),并分析了其求解最優(yōu)布站的流程。之后,研究了在不同時(shí)差測(cè)量方式下,GA、PSO、GWO和M-GWO算法對(duì)最優(yōu)布站位置的求解,比較了四種算法求解的結(jié)果和性能,總結(jié)了考慮基站時(shí)差測(cè)量性能差異的最優(yōu)布站方法。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN95

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本文編號(hào)：2612660