本文關鍵詞：基于GNSS-R信號的空中目標探測研究

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【摘要】：有源雷達在使用過程中發(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,無源探測技術便應運而生。無源雷達利用目標本身向外輻射或者已有的其他非合作輻射源作為目標的照射源。它通過對照射源的直射波和經目標散射的回波的接收與處理,獲得目標回波的多普勒頻移、到達時差及到達角等相關信息,從而對目標進行探測和跟蹤。隨著全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)日益成熟,衛(wèi)星反射信號技術研究逐步深入,它們都為空中目標探測提供了新的無源探測方法。利用導航衛(wèi)星作為實時信號源,地面接收站通過對直射信號和經過目標的反射信號的處理,從而實現對目標的探測定位和速度反演等。本文針對GNSS-R信號進行空中目標探測定位等展開研究,主要工作有以下幾點:(1)詳細地說明了GNSS的四大衛(wèi)星系統(tǒng)以及GPS信號結構、電磁波極化特性、GNSS直射信號強度、GNSS反射信號強度、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三維坐標的求解公式,針對時間延遲、衛(wèi)星坐標和接收機坐標這三個影響定位精度的因素進行了仿真。仿真結果表明,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行了仿真。同時,提出了由多普勒頻移計算空中目標速度的方法。(4)設計了基于GNSS-R信號的空中目標探測軟件,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信號進行空中目標探測定位、速度反演等奠定了扎實的理論基礎。
【關鍵詞】：GNSS-R 定位 多普勒頻移 探測軟件
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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技術概述11-12
• 1.3 國內外研究現狀12-14
• 1.3.1 國外研究現狀12-13
• 1.3.2 國內研究現狀13-14
• 1.4 論文結構安排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信號結構17-21
• 2.1.3 其他全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)21-23
• 2.2 電磁波的極化23-26
• 2.3 GNSS直射信號強度26-27
• 2.4 GNSS反射信號強度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30-31
• 第三章 基于GNSS-R信號的定位模型31-45
• 3.1 坐標系與坐標轉換31-34
• 3.1.1 地心地固直角坐標系與大地坐標系31-32
• 3.1.2 WGS-84坐標系32-33
• 3.1.3 坐標轉換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 仿真場景設計48-54
• 4.4.1 STK軟件介紹49
• 4.4.2 GPS衛(wèi)星仿真場景設計49-52
• 4.4.3 北斗衛(wèi)星仿真場景設計52-54
• 4.5 仿真結果分析54-57
• 4.6 速度反演模型57-58
• 4.7 本章小結58-59
• 第五章 基于GNSS-R信號的空中目標探測軟件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74-75
• 第六章 總結與展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-79

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