本文關(guān)鍵詞：基于GNSS-R信號的空中目標(biāo)探測研究

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【摘要】：有源雷達(dá)在使用過程中發(fā)送探測信號,隱蔽性較差,容易受到敵方的干擾與攻擊。于是,無源探測技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。無源雷達(dá)利用目標(biāo)本身向外輻射或者已有的其他非合作輻射源作為目標(biāo)的照射源。它通過對照射源的直射波和經(jīng)目標(biāo)散射的回波的接收與處理,獲得目標(biāo)回波的多普勒頻移、到達(dá)時差及到達(dá)角等相關(guān)信息,從而對目標(biāo)進(jìn)行探測和跟蹤。隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)日益成熟,衛(wèi)星反射信號技術(shù)研究逐步深入,它們都為空中目標(biāo)探測提供了新的無源探測方法。利用導(dǎo)航衛(wèi)星作為實(shí)時信號源,地面接收站通過對直射信號和經(jīng)過目標(biāo)的反射信號的處理,從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的探測定位和速度反演等。本文針對GNSS-R信號進(jìn)行空中目標(biāo)探測定位等展開研究,主要工作有以下幾點(diǎn):(1)詳細(xì)地說明了GNSS的四大衛(wèi)星系統(tǒng)以及GPS信號結(jié)構(gòu)、電磁波極化特性、GNSS直射信號強(qiáng)度、GNSS反射信號強(qiáng)度、GNSS信號處理中的相干累積與非相干累加,從而對GNSS-R原理進(jìn)行了比較深入與全面地闡述。(2)給出了多源單基模型和單源多基模型空中目標(biāo)三維坐標(biāo)的求解公式,針對時間延遲、衛(wèi)星坐標(biāo)和接收機(jī)坐標(biāo)這三個影響定位精度的因素進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,不同的因素對定位精度的影響是不同,多源單基模型和單源多基模型總體上定位精度較高。(3)推導(dǎo)了衛(wèi)星直射信號與反射信號的多普勒頻移計算公式,對GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星直射信號與反射信號的多普勒頻移進(jìn)行了仿真。同時,提出了由多普勒頻移計算空中目標(biāo)速度的方法。(4)設(shè)計了基于GNSS-R信號的空中目標(biāo)探測軟件,該軟件由總體界面、軟件說明界面、GNSS信息界面、目標(biāo)特性界面、地面接收界面、探測分析界面組成。它們?yōu)槔肎NSS-R信號進(jìn)行空中目標(biāo)探測定位、速度反演等奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：GNSS-R 定位 多普勒頻移 探測軟件
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 GNSS-R技術(shù)概述11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 GNSS-R基本原理16-31
• 2.1 GNSS系統(tǒng)16-23
• 2.1.1 GPS系統(tǒng)16-17
• 2.1.2 GPS信號結(jié)構(gòu)17-21
• 2.1.3 其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)21-23
• 2.2 電磁波的極化23-26
• 2.3 GNSS直射信號強(qiáng)度26-27
• 2.4 GNSS反射信號強(qiáng)度27-28
• 2.5 GNSS信號處理中的相干累加非相干累加28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于GNSS-R信號的定位模型31-45
• 3.1 坐標(biāo)系與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換31-34
• 3.1.1 地心地固直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系31-32
• 3.1.2 WGS-84坐標(biāo)系32-33
• 3.1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換33-34
• 3.2 多源單基定位模型34-37
• 3.3 多源單基模型定位誤差分析37-39
• 3.4 單源多基定位模型39-42
• 3.5 單源多基模型定位誤差分析42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 GNSS直射和反射信號的多普勒頻移45-59
• 4.1 多普勒頻移45
• 4.2 GNSS直射信號多普勒頻移計算模型45-47
• 4.3 GNSS反射信號多普勒頻移計算模型47-48
• 4.4 仿真場景設(shè)計48-54
• 4.4.1 STK軟件介紹49
• 4.4.2 GPS衛(wèi)星仿真場景設(shè)計49-52
• 4.4.3 北斗衛(wèi)星仿真場景設(shè)計52-54
• 4.5 仿真結(jié)果分析54-57
• 4.6 速度反演模型57-58
• 4.7 本章小結(jié)58-59
• 第五章 基于GNSS-R信號的空中目標(biāo)探測軟件59-75
• 5.1 總體界面59
• 5.2 軟件說明界面59-60
• 5.3 GNSS信息界面60-63
• 5.4 目標(biāo)特性界面63-67
• 5.5 地面接收界面67-70
• 5.6 探測分析界面70-74
• 5.7 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79

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