現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對敵方輻射源進(jìn)行高精度定位,是己方引導(dǎo)精確打擊武器摧毀敵方輻射源及其載體,從而削弱、破壞敵方電子設(shè)備效能,奪取戰(zhàn)場電磁頻譜控制權(quán)的重要前提。本文針對高速機(jī)動輻射源的偵察定位問題,圍繞高速機(jī)動輻射源時(shí)差估計(jì)問題、接收機(jī)位置準(zhǔn)確已知/含有誤差時(shí)的輻射源定位兩方面關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。本文的主要研究內(nèi)容如下:1、對于高速(勻速)運(yùn)動輻射源,在對其信號進(jìn)行相參積累過程中,信號能量可能分布在不同的距離單元,從而出現(xiàn)距離徙動,導(dǎo)致時(shí)差估計(jì)誤差增大。針對這一問題,提出了一種基于序列反轉(zhuǎn)變換的時(shí)差快速估計(jì)算法�；舅悸肥鞘紫葘邮招盘栠M(jìn)行分段處理,人為劃分出等效脈沖信號,而后利用序列反轉(zhuǎn)變換來校正目標(biāo)運(yùn)動引起的距離徙動,最后將目標(biāo)信號在對應(yīng)時(shí)差處積累成峰值,從而實(shí)現(xiàn)時(shí)差估計(jì)。該算法可以通過復(fù)數(shù)乘法、快速傅里葉變換和逆快速傅里葉變換運(yùn)算快速實(shí)現(xiàn),無需任何搜索過程。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法對于高速(勻速)運(yùn)動輻射源的時(shí)差估計(jì)性能要優(yōu)于現(xiàn)有算法,且計(jì)算復(fù)雜度較低。2、對于高速機(jī)動(勻加速)輻射源,在對其信號進(jìn)行相參積累過程中,目標(biāo)輻射源的運(yùn)動將導(dǎo)致積累峰值在距離維度和多普勒頻率維度發(fā)生擴(kuò)展和偏移,從而產(chǎn)生距離徙動和多普勒頻率徙動,導(dǎo)致時(shí)差估計(jì)誤差增大。針對這一問題,提出了一種基于序列反轉(zhuǎn)變換和非均勻快速傅里葉變換的時(shí)差快速估計(jì)算法�；舅悸肥鞘紫壤眯蛄蟹崔D(zhuǎn)變換來校正距離徙動,然后在慢時(shí)間維進(jìn)行非均勻傅里葉變換,從而將目標(biāo)信號在對應(yīng)時(shí)差處積累成峰值。該算法可以通過復(fù)數(shù)乘法、快速傅里葉變換、逆快速傅里葉變換、非均勻快速傅里葉變換運(yùn)算快速實(shí)現(xiàn),無需任何搜索過程。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法對于高速機(jī)動(勻加速)輻射源的時(shí)差估計(jì)性能要優(yōu)于現(xiàn)有算法,且計(jì)算復(fù)雜度較低。3、在基于時(shí)差的多站輻射源定位中,當(dāng)場景中同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)輻射源目標(biāo),且不同輻射源目標(biāo)對應(yīng)的時(shí)差測量誤差存在相關(guān)性時(shí),此時(shí)對各輻射源分別定位將難以得到最優(yōu)定位結(jié)果。針對這一問題,提出了一種新的代數(shù)解算法。算法基于兩步加權(quán)最小二乘基本框架,首先在第一步加權(quán)最小二乘估計(jì)中,通過構(gòu)建輔助向量,將對應(yīng)全部輻射源目標(biāo)的時(shí)差測量方程轉(zhuǎn)化為偽線性形式,繼而得到輻射源位置的粗略解;然后在第二步加權(quán)最小二乘估計(jì)中,利用輔助參數(shù)與輻射源位置參數(shù)之間的約束關(guān)系,再次構(gòu)建方程,得到輻射源位置的精確解。與現(xiàn)有算法的顯著不同在于,所提算法的第二步加權(quán)最小二乘估計(jì)避免了矩陣求逆時(shí)存在的缺秩問題,并且無需進(jìn)行額外的開方操作。理論分析表明,算法的定位誤差可以達(dá)到克拉美羅界。仿真實(shí)驗(yàn)表明,算法的定位精度和穩(wěn)健性均優(yōu)于現(xiàn)有算法。4、針對接收機(jī)位置存在誤差時(shí)基于時(shí)差的多輻射源定位問題,提出了一種改進(jìn)的兩步加權(quán)最小二乘代數(shù)解算法。算法同樣遵循兩步加權(quán)最小二乘基本框架,但是在第二步加權(quán)最小二乘估計(jì)中,采用了與傳統(tǒng)兩步加權(quán)最小二乘不同的線性化方法,從而避免了額外的開方運(yùn)算和矩陣求逆時(shí)存在的缺秩問題。仿真結(jié)果表明,所提方法在接收機(jī)位置存在誤差時(shí),對多個(gè)輻射源目標(biāo)的定位均方誤差可以達(dá)到克拉美羅界,并且與現(xiàn)有算法相比具有更低的定位誤差和更高的穩(wěn)健性。5、為了從克拉美羅界的層面上降低接收機(jī)位置誤差對基于時(shí)差的輻射源定位精度的影響,提出了一種新的接收機(jī)位置誤差校正算法。算法同時(shí)利用校正輻射源和目標(biāo)輻射源對應(yīng)的時(shí)差測量方程,構(gòu)建關(guān)于接收機(jī)位置誤差的線性方程,并結(jié)合接收機(jī)位置誤差的統(tǒng)計(jì)特性,采用貝葉斯-高斯-馬爾可夫定理對方程求解,得到接收機(jī)位置誤差的線性最小均方誤差估計(jì)。仿真結(jié)果表明,所提算法對接收機(jī)位置誤差的校正效果優(yōu)于現(xiàn)有算法。
【學(xué)位單位】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：E91;TN957.51
【部分圖文】：

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文第4頁圖1烏克蘭的“鎧甲”系統(tǒng)捷克的“塔瑪拉（TAMANA）”系統(tǒng)于1983年問世，為三站二維時(shí)差無源定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用目標(biāo)輻射的電磁信號，來識別和定位輻射源及其載體。它的接收機(jī)基線長度設(shè)計(jì)為10~35千米，系統(tǒng)由一個(gè)中心站和兩個(gè)輔站組成，兩個(gè)輔站將接收信號數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中心站進(jìn)行處理，中心站經(jīng)脈沖分癬配對、相關(guān)等處理，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的探測和定位，并且可以與數(shù)據(jù)庫對比后對目標(biāo)進(jìn)行識別分類等。該系統(tǒng)的有效探測距離大于400千米，可自動跟蹤72個(gè)空中目標(biāo)，包括隱形飛機(jī)、各型地對空導(dǎo)彈以及空中預(yù)警雷達(dá)飛機(jī)，并可預(yù)測目標(biāo)的航跡。有報(bào)道稱，在科索沃戰(zhàn)爭中，南聯(lián)盟可能利用“塔馬拉”系統(tǒng)探測到了美軍的F-117A隱身戰(zhàn)斗機(jī)，并引導(dǎo)防空導(dǎo)彈將其擊落[37]。捷克的“維拉（VERA）-E”系統(tǒng)是一種可移動的用于對空中、地面和海上目標(biāo)進(jìn)行定位、識別和跟蹤的電子情報(bào)（ELINT）和無源偵察系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用目標(biāo)輻射源信號的到達(dá)時(shí)間差來定位目標(biāo)，可以監(jiān)視包括來自雷達(dá)、二次雷達(dá)（SSR）應(yīng)答機(jī)、TACAN、敵我識別詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)、干擾機(jī)、數(shù)傳系統(tǒng)以及其它輻射源各種類型的信號。它具有360°的瞬時(shí)視場，可以同時(shí)跟蹤200個(gè)目標(biāo)，可對目標(biāo)輻射源的指紋特征進(jìn)行分析和識別，具有較高的定位和跟蹤精度[38]。

第一章緒論第5頁圖2捷克的“維拉”系統(tǒng)以色列研制的“ELTA-ELL-8388”無源探測系統(tǒng)，采用短基線時(shí)差定位體制，可以探測和定位頻率0.5~18GHz的輻射源目標(biāo)，時(shí)間測量精度可達(dá)納秒級[39]。圖3以色列的“ELTA-ELL-8388”系統(tǒng)國內(nèi)對于無源雷達(dá)技術(shù)的研究最早可以追溯至上世紀(jì)80年代初。最初主要是通過消化吸收國外關(guān)于基于角度交叉的定位、基于相位變化率的定位等技術(shù)。1988年，以總參第五十四研究所劉雪奎發(fā)表的“斯坦費(fèi)爾德法在雷達(dá)無源定位中的應(yīng)用”[40]為標(biāo)志，我國基于雷達(dá)的電子偵察技術(shù)從消化吸收階段上升到研究和研制階段；1996年，國防科技大學(xué)孫仲康等人結(jié)合我國雷達(dá)的發(fā)展出版了《單多基地有源無源定位技術(shù)》一書[41]，初步奠定了無源定位理論基矗同年，電子工業(yè)部二十九所胡來招出版了《測向定位文集》[42]。進(jìn)入21

第一章緒論第5頁圖2捷克的“維拉”系統(tǒng)以色列研制的“ELTA-ELL-8388”無源探測系統(tǒng)，采用短基線時(shí)差定位體制，可以探測和定位頻率0.5~18GHz的輻射源目標(biāo)，時(shí)間測量精度可達(dá)納秒級[39]。圖3以色列的“ELTA-ELL-8388”系統(tǒng)國內(nèi)對于無源雷達(dá)技術(shù)的研究最早可以追溯至上世紀(jì)80年代初。最初主要是通過消化吸收國外關(guān)于基于角度交叉的定位、基于相位變化率的定位等技術(shù)。1988年，以總參第五十四研究所劉雪奎發(fā)表的“斯坦費(fèi)爾德法在雷達(dá)無源定位中的應(yīng)用”[40]為標(biāo)志，我國基于雷達(dá)的電子偵察技術(shù)從消化吸收階段上升到研究和研制階段；1996年，國防科技大學(xué)孫仲康等人結(jié)合我國雷達(dá)的發(fā)展出版了《單多基地有源無源定位技術(shù)》一書[41]，初步奠定了無源定位理論基矗同年，電子工業(yè)部二十九所胡來招出版了《測向定位文集》[42]。進(jìn)入21
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2890553