UWB战场侦察雷达组网精确定位方法研究

论文摘要

在现代野战对抗、战场建设、要地防护和反恐斗争中,雷达的需求量巨大,而超宽带（UWB,Ultra-Wide Band）战场侦察雷达因为出色的叶簇穿透、精确测距等能力,其研究与开发更具有重要的军事和民用价值,国内在这方面的研究尚处空白。本文的工作在于解决P波段UWB雷达所固有的方位向分辨率较低的问题。本文分析了（T/R） n型双（多）基地雷达基于距离定位的基本原理与理论基础。提出两种易于实现的、对时间平均进行速度补偿的方法:一是利用多卜勒测速结果进行径向速度补偿;二是在近似三角形内,利用目标的估计速度进行补偿。提出使用三站2D定位结果作为三站3D定位迭代算法的初始值。研究双站2D定位面积与定位精度之间权衡的问题,并获得对应最大定位区域以及最大高精度定位面积的临界基线长度的取值规律。研究适合描述UWB脉冲传播的通信信道模型以及根据信道模型参数提高测距精度的方法,提出构建UWB雷达波穿透叶簇传播模型的思路,研究近年来才提出的可高精度测距的自适应脉冲压缩（APC,AdaptivePulse Compression）方法。最后,将以上方法进行了系统整合,并给出实现流程。通过设置与实际应用相符的参数,仿真验证了上述思想和算法,以上方法将在近期的实地测试中进一步加以验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 战场侦察雷达的应用与发展
• 1.1.2 超宽带技术的特点及其用于战场侦察雷达的意义
• 1.1.3 UWB轻型战场侦察雷达的组网精确定位问题
• 1.2 双（多）基地雷达定位技术的研究和发展现状
• 1.3 本文的主要工作和结构安排
• 第二章 雷达组网定位的基本原理及理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 定位理论基础
• 2.2.1 坐标系选择
• 2.2.2 定位精度的衡量标准
• 2.2.3 测量子集及其定位性能
• 2.3 基于距离信息的多基地雷达定位
• 2.3.1 斜距离测量定位原理与方法
• 2.3.2 定位可实现性及解定位模糊
• 2.3.3 定位误差分析
• 2.4 HDOP仿真结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 通过改进定位算法提高定位精度
• 3.1 引言
• 3.2 时间平均定位及其改进
• 3.2.1 时间平均定位介绍
• 3.2.2 对时间平均定位技术的改进
• 3.2.3 使用简单速度补偿需注意的问题
• 3.3 3-D精确定位
• 3.3.1 直接计算方法
• 3.3.2 牛顿迭代方法
• 3.3.3 仿真结果
• 3.4 最佳基线长度的选取
• 3.4.1 定位性能与站址布局分析
• 3.4.2 定位区域分析
• 3.4.3 仿真实验与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 UWB战场侦察雷达测距技术的改进
• 4.1 引言
• 4.2 利用信道信息提高测距精度
• 4.2.1 雷达信道研究
• 4.2.2 UWB多径信道模型描述
• 4.2.3 UWB多径信道模型在精确测距中的应用
• 4.3 使用 APC技术提高雷达测距分辨率
• 4.3.1 经典匹配滤波器的距离旁瓣问题
• 4.3.2 离散信号模型及自适应脉冲压缩
• 4.3.3 APC的效能与应用拓展
• 4.4 雷达系统定位流程
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 本文主要研究成果
• 5.2 UWB战场侦察雷达组网定位研究的后续工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读工程硕士学位期间发表的文章
• 附录A S-V信道模型
• 附录B IEEE发布的UWB室内信道模型