双机时差—频差组合定位研究

论文摘要

随着电子干扰和反辐射导弹技术的不断发展,以雷达为代表的有源定位方式日益受到威胁。无源定位系统由于其隐蔽工作,不易受到电子干扰和反辐射导弹的攻击,在电子战条件下具有较强的生存能力。双机无源时差-频差组合定位精度高,定位距离远,在电子对抗条件下仍能正常工作,成为学术界与工程界的研究热点。研究双机无源时差-频差组合定位技术,对于发展我国无源定位技术,提高我军的电子战和预警探测能力具有重要的现实意义。本论文对双机时差-频差组合定位的定位方法及定位精度进行了深入研究。本论文以双载机为观测平台,围绕双机无源时差-频差组合定位技术,研究了无源定位与跟踪的若干技术问题,包括研究双机时差-频差组合定位的原理、模型、定位误差分析方法、各种参数对目标高度假设定位精度的影响、三维空间跟踪定位的滤波算法以及影响定位效果的因素。论文首先给出双机时差.频差组合定位的原理,建立三维空间的定位模型,依据模型确定定位方程,通过方程推导出定位精度理论分析的几何稀释（Geometric Dilution Of Precision）公式,得出定位精度的理论分析方法;运用数值方法计算仿真出双机时差-频差组合单次定位的GDOP分布图,通过GDOP分布图的对比,分析影响定位精度的因素;建立双机时差-频差定位的系统模型,给出状态方程和量测方程,推导相关公式,给出双机时差-频差定位的扩展卡尔曼滤波算法;仿真得出典型情况下的双机时差-频差组合定位的滤波误差,并分析影响定位效果的因素。研究工作重点围绕载机作为观测器平台进行,其方法和结论是不难推广到其它类型的双观测器运动平台时差-频差无源定位与跟踪应用中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究历史和现状
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 双机TDOA-FDOA组合定位原理
• 2.1 定位方程
• 2.2 定位曲线
• 2.3 定位误差
• 2.4 本章小结
• 第三章 双机TDOA-FDOA单次定位精度分析
• 3.1 典型场景及其定位精度
• 3.2 TDOA测量误差对定位精度的影响
• 3.3 FDOA测量误差对定位精度的影响
• 3.4 载机位置测量误差对定位精度的影响
• 3.5 载机速度测量误差对定位精度的影响
• 3.6 载机速度对定位精度的影响
• 3.7 载机高度对定位精度的影响
• 3.8 载机间距对定位精度的影响
• 3.9 载机航向对定位精度的影响
• 3.9.1 两载机同航向
• 3.9.2 两载机不同航向
• 3.10 目标速度测量误差对定位精度的影响
• 3.11 本章小结
• 第四章 双机TDOA-FDOA定位滤波算法
• 4.1 系统模型
• 4.2 滤波算法
• 4.3 本章小结
• 第五章 双机TDOA-FDOA定位与跟踪仿真
• 5.1 对固定辐射源的仿真
• 5.1.1 典型场景及其定位误差
• 5.1.2 TDOA测量误差对定位误差的影响
• 5.1.3 FDOA测量误差对定位误差的影响
• 5.1.4 载机位置测量误差对定位误差的影响
• 5.1.5 载机速度测量误差对定位误差的影响
• 5.1.6 改变辐射源位置对定位误差的影响
• 5.1.7 改变数据连续测量时间对定位误差的影响
• 5.1.8 改变数据速率对定位误差的影响
• 5.2 对运动辐射源的仿真
• 5.2.1 典型场景及其定位误差
• 5.2.2 目标速度测量误差对定位误差的影响
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果