星载无源定位与基于外辐射源的无源定位精度分析

论文摘要

伴随着现代军事科技的不断发展,电磁干扰、电子侦察等技术日趋完善,以雷达为代表的有源探测系统受到的威胁越来越严重。无源探测系统由于能够在自身不辐射电磁波的情况下探测出目标的位置,具有良好的隐蔽性、抗干扰能力和反隐身性能,因此对于提高现代复杂电磁环境下电子系统的作战能力和生存能力意义重大。无源定位系统需要解决的首要问题就是从含有噪声的观测数据中拟合出目标的位置。本篇论文就是围绕WGS-84模型下的卫星无源定位和基于外辐射源的无源定位来展开讨论,主要工作如下:1、简述了无源定位的研究背景及意义,分别介绍了测向定位、时差定位、频差定位等无源定位方法的国内外研究历史和现状。2、研究了空间定位的几何模型。由于坐标系的建立是无源定位算法的前提,因此介绍了几种常见坐标系以及坐标之间的变换。3、研究了WGS-84模型下的卫星无源定位系统。针对单星DOA无源定位、双星TDOA/FDOA联合定位、三星DOA无源定位进行了详细分析,推导了定位误差的几何稀释（GDOP）表达式,对影响GDOP的因素做了相应的仿真分析。4、研究了基于外辐射源的双发双收和一发三收的无源定位体制,建立了相应的定位模型,进行了GDOP分析,完成了相关仿真,并对这两种无源定位体制进行了比较,从而得出了有用的结论。提出了一种两次利用最小二乘准则的新算法,得到更逼近真实点的解,显著提高了定位精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究历史和现状
• 1.3 本文主要研究内容及论文结构
• 第二章 空间定位的几何模型
• 2.1 定位坐标系
• 2.2 坐标变换
• 2.2.1 坐标系变换的旋转矩阵
• 2.2.2 旋转矩阵的性质
• 2.3 本章小结
• 第三章 WGS-84 模型下的星载无源定位与精度分析
• 3.1 WGS-84 模型下的单星无源定位
• 3.1.1 探测辐射源目标的定位体制
• 3.1.2 单星DOA 无源定位GDOP 分析
• 3.1.3 单星定位算法
• 3.1.4 MATALAB 实验仿真与精度分析
• 3.2 WGS-84 模型下的双星TDOA /FDOA 联合无源定位
• 3.2.1 探测辐射源目标的定位体制
• 3.2.2 双星TDOA/FDOA 联合定位的GDOP 分析
• 3.2.3 双星定位算法
• 3.2.4 MATLAB 实验仿真与精度分析
• 3.3 WGS-84 模型下的三星DOA 无源定位
• 3.3.1 探测辐射源目标的定位体制
• 3.3.2 MATALAB 实验仿真与精度分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于外辐射源的双发双收和一发三收无源定位与精度分析
• 4.1 基于外辐射源的双发双收DOA/FDOA 无源定位
• 4.1.1 建立模型
• 4.1.2 GDOP 分析
• 4.1.3 MATLAB 实验仿真与精度分析
• 4.1.4 双发双收小结
• 4.2 基于外辐射源的一发三收DOA/FDOA 无源定位
• 4.2.1 定位模型分析
• 4.2.1.1 多普勒信息问题
• 4.2.1.2 时间积累的问题
• 4.2.2 MATLAB 实验仿真与精度分析
• 4.2.2.1 GDOP 分析
• 4.2.2.2 解算法1000 次蒙特卡罗实验
• 4.2.3 一发三收小结
• 4.3 双发双收与一发三收性能比较
• 4.3.1 MATLAB 实验仿真与精度分析
• 4.3.2 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究总结
• 5.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果