時差測量與無源定位算法研究
本文關(guān)鍵詞:時差測量與無源定位算法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:時差定位技術(shù)是無源定位技術(shù)的一重要分支,傳統(tǒng)的時差定位技術(shù)通常采用間接定位法,也即首先測量目標(biāo)所輻射或反射的信號到達(dá)不同觀測站間的時差,然后利用該時差測量值建立定位方程組解算目標(biāo)位置。在間接定位法中,時差測量的精度直接影響到最終目標(biāo)定位性能。鑒于此,本文重點(diǎn)研究了時差測量技術(shù)。此外,隨著集成電路運(yùn)算能力的增強(qiáng),計算負(fù)荷較大的具有較高定位精度的直接定位技術(shù)逐漸受到研究人員的關(guān)注,直接定位方法直接利用觀測信號估計出目標(biāo)位置,避免了間接定位法中原本存在約束關(guān)系的中間參數(shù)估計與位置解算兩過程獨(dú)立執(zhí)行所導(dǎo)致的定位性能損失。于是本文隨后研究了直接定位方法。下面將從時差測量與直接定位方法兩個方面簡要介紹本文的主要研究工作與貢獻(xiàn)。1.在多徑環(huán)境下,提出了一種利用歸一化互譜的子空間高分辨率時差估計算法,該方法不需要估計輻射源信號的波形或功率譜,提高了高分辨時延估計算法的運(yùn)算效率。2.提出了一種同時利用多站觀測信號進(jìn)行頻域盲波束形成的寬帶信號時差測量方法,該方法利用定位幾何結(jié)構(gòu)對真實(shí)時差的約束關(guān)系提高了時差估計在低信噪比下的精度。3.推導(dǎo)了系統(tǒng)時鐘頻率相位誤差下的時差估計CRLB與系統(tǒng)時鐘相位噪聲下的時差估計CRLB,這些結(jié)論不但為提高時差估計性能指明方向,也為時差定位系統(tǒng)中根據(jù)系統(tǒng)時差測量精度指標(biāo)選擇時鐘器件提供了依據(jù)。4.在非相干接收下,提出了混頻誤差與時差聯(lián)合估計的方法,進(jìn)一步考慮到混頻時鐘與采樣時鐘源自于同一系統(tǒng)時鐘的特性,提出了系統(tǒng)時鐘誤差與時差最大似然聯(lián)合估計的方法,誤差與時差聯(lián)合估計的方法不但提高了時差估計性能,而且誤差估計結(jié)果還能用于時鐘校準(zhǔn)。5.面對多徑傳播與非相干接收場景,提出了一種基于Gibbs采樣的多徑時延估計算法,該算法不但多徑時延估計精度優(yōu)于傳統(tǒng)方法,而且還能準(zhǔn)確估計出多徑數(shù)。6.提出了基于最小化聯(lián)合熵的平坦譜信號直接位置確定算法,其定位精度雖不及最大似然直接位置確定算法,但優(yōu)于傳統(tǒng)的間接定位法,且該方法的分辨率高于最大似然直接定位法。7.提出了一種自適應(yīng)直接位置確定算法,該算法依據(jù)梯度下降原理自動尋找輻射源位置,降低了搜索類直接定位法的運(yùn)算量,同時該算法還能揭示出不同基帶觀測信號間的信噪比關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】:時差測量 無源定位 直接位置確定 時頻同步 多徑傳播
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TN911.7
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 縮略詞表12-15
- 第一章 緒論15-21
- 1.1 研究背景與意義15-16
- 1.2 輻射源定位技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀16-19
- 1.3 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排19-21
- 第二章 時差估計理論與算法21-50
- 2.1 時差估計的分辨率21-23
- 2.2 時差估計的CRLB23-28
- 2.2.1 單徑模型下的CRLB23-25
- 2.2.2 多徑模型下的CRLB25-28
- 2.3 AM與FM信號時差估計討論28-32
- 2.3.1 AM信號28-30
- 2.3.2 FM信號30-32
- 2.4 頻域高分辨時差測量算法32-35
- 2.5 基于歸一化互譜的高分辨時差測量算法35-37
- 2.6 時域盲波束形成與時差測量37-40
- 2.7 基于頻域盲波束形成的時差測量算法40-43
- 2.8 仿真結(jié)果43-48
- 2.8.1 高分辨時差估計方法仿真結(jié)果44-46
- 2.8.2 基于盲波束形成的時差估計方法仿真結(jié)果46-48
- 2.9 本章小結(jié)48-50
- 第三章 時延估計中的非理想因素分析50-78
- 3.1 時差估計中的非理想因素50-52
- 3.2 時頻同步誤差對時差估計的影響52-62
- 3.2.1 混頻本振頻率相位一致性誤差52-55
- 3.2.2 異地采樣頻率一致性誤差55-56
- 3.2.3 時間標(biāo)記與誤差分析56-59
- 3.2.4 仿真結(jié)果59-62
- 3.3 相位噪聲與時延估計的CRLB62-73
- 3.3.1 相位噪聲下時差測量模型62-64
- 3.3.2 相位噪聲對相關(guān)峰的影響64-66
- 3.3.3 相位噪聲與加性噪聲下的CRLB66-71
- 3.3.4 仿真比較71-73
- 3.4 時頻同步誤差對雙基MIMO雷達(dá)距離測量的影響73-77
- 3.4.1 理想時頻同步下雙基MIMO距離測量的CRLB73-75
- 3.4.2 非理想時頻同步下雙基MIMO距離測量的CRLB75-76
- 3.4.3 仿真結(jié)果76-77
- 3.5 本章小結(jié)77-78
- 第四章 混頻及采樣誤差下的時延估計78-109
- 4.1 混頻誤差下的近似最大似然時差估計算法78-83
- 4.1.1 近似最大似然估計78-80
- 4.1.2 二維搜索方法80-81
- 4.1.3 一維搜索方法81-83
- 4.2 混頻與采樣誤差下的最大似然時延估計算法83-88
- 4.2.1 算法假定與信號模型83-86
- 4.2.2 時鐘誤差與時延的聯(lián)合最大似然估計86-88
- 4.3 混頻及采樣誤差與時延估計的CRLB88-95
- 4.4 基于Gibbs采樣的多徑時延估計算法95-100
- 4.4.1 非相干接收下基于Gibbs采樣的時延估計算法96-99
- 4.4.2 多徑數(shù)的確定99-100
- 4.5 仿真結(jié)果100-108
- 4.5.1 混頻誤差下AML算法仿真100-101
- 4.5.2 混頻與采樣誤差下最大似然時延估計算法仿真101-105
- 4.5.3 基于Gibbs采樣的多徑時延估計算法仿真105-108
- 4.6 本章小結(jié)108-109
- 第五章 基于最小聯(lián)合熵的直接定位109-122
- 5.1 最大似然直接定位算法109-110
- 5.2 最小聯(lián)合熵直接定位算法110-113
- 5.3 直接定位的CRLB113-116
- 5.4 仿真結(jié)果116-120
- 5.5 本章小結(jié)120-122
- 第六章 自適應(yīng)直接定位122-139
- 6.1 自適應(yīng)直接定位算法122-126
- 6.2 自適應(yīng)直接定位算法性能分析126-131
- 6.2.1 穩(wěn)態(tài)性能分析126-130
- 6.2.2 計算復(fù)雜度比較130-131
- 6.3 仿真結(jié)果131-138
- 6.4 本章小結(jié)138-139
- 第七章 間接定位與直接定位性能比較分析139-154
- 7.1 間接定位中的模糊消除139-142
- 7.2 間接定位精度分析142-151
- 7.2.1 時差定位的精度分析142-147
- 7.2.2 時差定位的GDOP仿真147-151
- 7.3 間接定位與直接定位精度的幾何分布仿真比較151-152
- 7.4 本章小結(jié)152-154
- 第八章 總結(jié)與展望154-157
- 8.1 全文總結(jié)154-155
- 8.2 工作展望155-157
- 致謝157-158
- 參考文獻(xiàn)158-168
- 攻博期間取得的研究成果168-170
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本文關(guān)鍵詞:時差測量與無源定位算法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:344772
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