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对双（多）基地雷达定位算法和非线性滤波的研究

作　者: 许驰
导　师: 康晓涛
学　校: 吉林大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 双(多)基地雷达 TDOA 最小二乘法非线性滤波
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 188次
引　用: 2次
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内容摘要

现代战争中,双(多)基地雷达在抵御四大威胁方面有着单基地雷达不可比拟的体制优势。对目标位置信息的获取,是我们最感兴趣的。本文详细讨论了双(多)基地雷达对空间目标的定位算法。在研究TDOA定位时,将蜂窝无线定位中经典的Chan算法和Taylor级数展开法应用到雷达目标定位中,并将这两种算法推广到空间三维的情况,提出了将Chan算法和Taylor级数展开法结合起来的改进算法,克服了两种算法的缺点。为了充分利用观测数据中的时间信息和空间信息,本文研究了TDOA/AOA混合三维定位算法,当AOA获得值精确时,TDOA/AOA混合定位法有很好的定位精度。实际中,如果无法获得目标的先验信息,最小二乘法是最好的选择。本文研究多基地雷达最小二乘法定位算法。分析了针对高度差出现的两种情况:无高度差降维求解和高度差很小使用迭代求解。若获得的观测数据不足以进行整分,本文研究重复利用观测数据进行分组,并在加权矩阵中加入修正因子使之非奇异。最后研究了一种无需导数计算处理非线性方程的非线性最小二乘法。无源定位必然带来非线性问题,本文讨论了目标定位中的非线性滤波。介绍了EKF,UKF的原理,并对UKF算法分析了两点改进意见:自适应性的UKF和带衰减因子的UKF。Matlab仿真证明,这两种改进算法相比UKF性能都有所提高。

全文目录

提要  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 引言  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本文研究的重点和论文结构  12-14
第2章双（多）基地雷达基本概念及估计理论基础知识  14-22
  2.1 双（多）基地雷达简介  14-16
  2.2 定位基本方法介绍  16-20
    2.2.1 基于场强测量值的定位方法  16-17
    2.2.2 基于传播时间测量值的定位方法  17-18
    2.2.3 基于到达角度的定位方法  18-20
  2.3 估计的基本方法  20
  2.4 定位性能评估标准  20-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章 TDOA定位方法研究  22-40
  3.1 TDOA 测量估计  23
  3.2 TDOA 位置估计基本算法  23-25
  3.3 TDOA 双曲方程的建立  25-27
  3.4 Chan 算法  27-29
  3.5 Taylor 级数展开法  29-31
  3.6 基于Chan 算法和Taylor 级数展开法的混合算法  31-32
  3.7 TDOA/AOA 混合定位技术  32-34
  3.8 提高定位精度的方法  34-35
  3.9 仿真结果与分析  35-38
  3.10 本章小结  38-40
第4章最小二乘定位算法  40-64
  4.1 线性最小二乘法  40-46
    4.1.1 系统参数设定与基本关系表达式  40-41
    4.1.2 定位方程的推导和实现  41-44
    4.1.3 仿真结果与分析  44-46
  4.2 加权最小线性二乘法  46-50
    4.2.1 定位的实现  47-49
    4.2.2 加权融合  49-50
  4.3 重复使用观测数据对加权矩阵的影响  50-55
    4.3.1 重复使用发射站斜距  50-51
    4.3.2 重复使用发射站方位角观测数据  51
    4.3.3 加权矩阵的计算方法的改进  51-53
    4.3.4 仿真结果与分析  53-55
  4.4 非线性最小二乘法  55-62
    4.4.1 求解方法的基本思想  55-57
    4.4.2 新方法的迭代格式  57-58
    4.4.3 超定方程的求解思想  58-59
    4.4.4 仿真结果与分析  59-62
  4.5 本章小结  62-64
第5章非线性滤波算法  64-80
  5.1 扩展卡尔曼滤波的基本原理  65-67
  5.2 不敏卡尔曼滤波  67-70
  5.3 仿真结果与分析  70-71
  5.4 对UKF 滤波器的改进  71-78
    5.4.1 带自适应性的UKF 滤波器  71-74
    5.4.2 仿真结果与分析  74-76
    5.4.3 带衰减因子的UKF  76-77
    5.4.4 仿真结果与分析  77-78
  5.5 本章小结  78-80
第6章全文总结  80-82
参考文献  82-88
攻读硕士期间发表论文  88-89
致谢  89-90
摘要  90-92
ABSTRACT  92-94

对双（多）基地雷达定位算法和非线性滤波的研究

内容摘要

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