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基于切向运动测距定位技术研究

作　者: 周承友
导　师: 牟善祥；王萧
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 单站无源定位角度变化率相位差变化率 EKF UKF 定位误差
分类号: TN95
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无源探测定位系统是通过利用目标辐射源的电磁波信息实现探测定位的,因而具有隐蔽性好、抗干扰能力强、作用距离远等优点,是现代电子战中的一个重要技术手段。随着反辐射技术的发展,有源探测系统受到越来越多的威胁,因此无源定位系统受到广泛的重视,成为国内外研究的热点。本文对无源定位技术进行了深入的分析,主要是从以下几个方面进行研究和分析：首先研究了方位角及其变化率的定位方法,对系统可观测性进行讨论分析并建立定位跟踪模型。同时针对固定辐射源和运动辐射源的不同情况,利用该方法对辐射源进行定位跟踪。其次研究了利用相位差变化率的定位方法。在二维平面下,对固定辐射源和运动辐射源进行定位跟踪。由于测量参数的误差对定位精度有很大的影响,分析研究了如何有效、精确地获取各种参数的方法。最后非线性滤波算法是无源定位系统中一项关键技术研究。本文介绍了扩展卡尔曼滤波方法(EKF)和无迹卡尔曼滤波方法(UKF)。UKF滤波克服了EKF的不足和缺陷,使滤波运算更简便,提高了定位精度和速度。同时对两种算法进行计算机仿真实验。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究状况  8-9
    1.2.1 国外发展状况  8-9
    1.2.2 国内发展状况  9
  1.3 本文的主要工作及章节安排  9-11
2 无源定位跟踪技术原理及其系统构成  11-19
  2.1 定位原理  11-12
    2.1.1. 空间定位原理  11
    2.1.2. 定位的几何基础  11
    2.1.3. 定位坐标系  11-12
    2.1.4. 系统构成  12
  2.2 定位系统的可观测性分析  12-16
    2.2.1 非线性系统的可观测分析  13-14
    2.2.2 利用角度及其变化率进行无源定位的可观测性分析  14-16
  2.3 无源定位方法分析  16-19
    2.3.1 利用方位角及俯仰角定位法  16
    2.3.2 测向定位  16
    2.3.3 时间到达差定位法(TDOA)  16-17
    2.3.4 利用多普勒频率信息定位法  17
    2.3.5 利用方位角及到达时间差定位法  17
    2.3.6 利用相位差变化率信息定位法  17-18
    2.3.7 利用多普勒频率变化率信息定位法  18-19
3 非线性跟踪滤波算法及定位跟踪的数学模型  19-28
  3.1 定位跟踪模型  19-22
    3.1.1 建立状态模型  19-20
    3.1.2 建立观测模型  20-22
  3.2 扩展卡尔曼滤波(EKF)  22-24
  3.3 无迹卡尔曼滤波(UKF)  24-28
4 角度及其变化率测量定位技术  28-42
  4.1 角度及其变化率测量定位的定位原理  28-30
  4.2 仿真实验  30-36
    4.2.1 对固定目标辐射源的定位  30-32
    4.2.2 对运动辐射源的定位  32-36
  4.3 测距误差分析  36-42
    4.3.1. 角度和角度变化率误差的影响  37-39
    4.3.2. 观测站载体速度的影响  39-42
5 相位差变化率无源定位跟踪技术  42-57
  5.1 定位原理  42-43
  5.2 仿真实验  43-50
    5.2.1 对固定辐射源的定位  44-46
    5.2.2 对运动目标辐射源的定位  46-50
  5.3 测距误差分析  50-57
    5.3.1. 观测器速度对测距误差的影响  53-54
    5.3.2. 测频误差对测距误差的影响  54-55
    5.3.3. 相位差变化率及测向误差对测距误差的影响  55-57
6 无源定位参数测量技术  57-63
  6.1 角度测量技术  57
  6.2 角度变化率测量技术  57-59
    6.2.1 干涉仪测量相位差变化率的原理  58
    6.2.2 时域鉴相法  58-59
    6.2.3 频域鉴相法  59
  6.3 相位差变化率的仿真结果及分析  59-63
结论与展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-67

基于切向运动测距定位技术研究

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