基于相位差变化率的机载单站无源定位的研究

论文摘要

现代电子战中,有源定位技术由于主动发射电磁信号从而导致自己的位置暴露而招致敌方打击,无源定位有隐蔽性强、作用距离远等优点。传统的单站无源定位方法定位速度慢,精度低,难以满足实际需要,因此,探索新的定位体制成为无源定位领域中的研究热点。本文主要研究了基于相位差变化率的机载单站无源定位问题。这是一种具有机动性强、定位收敛速度快、精度高等优点的无源定位方法。文中首先对基于相位差的单站无源定位原理作了深入、详细的研究,然后在机载定位平台情况下,研究了相位干涉仪的架设,推导了用相位差及其变化率数据解算目标位置的公式,并分情况对它的可观测性作了数学分析及定性讨论。由于实际工程中,相位干涉仪只能给出(-π,π]rad范围内的相位差数据,因此相位差的测量值有可能出现模糊现象。文中分析了相位差模糊现象的产生原因,研究了两种解相位模糊的方法,并通过理论分析及仿真实验得出了双基线干涉仪有更好的解模糊效果,更适用于机载单站无源定位的结论。最后,在研究了EKF、IEKF、MVEKF三种非线性滤波算法的基础上,给出了将MVEKF算法应用于相位差变化率定位问题的处理方法,并通过仿真实验验证了该方法的可行性及有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究历史和现
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 单站无源定位原理分析
• 2.1 空间定位的几何学基础
• 2.1.1 定位坐标系
• 2.1.2 坐标系的转换
• 2.2 运动单站无源定位方法分析
• 2.2.1 时差定位法
• 2.2.2 测向定位法
• 2.2.3 多普勒频移变化率定位法
• 2.2.4 相位差变化率法
• 2.3 本章小结
• 第3章 利用相位差变化率的机载单站无源定位
• 3.1 利用相位差变化率的定位原理
• 3.2 利用相位差变化率定位的可观测性分析
• 3.2.1 ε=π/2的情况
• 3.2.2 ε≠π/2的情况
• 3.3 本章小结
• 第4章 相位差数据的解模糊问题
• 4.1 相位差测量值模糊现象的原因分析
• 4.2 长短基线干涉仪解模糊方法
• 4.2.1 长短基线干涉仪解模糊原理
• 4.2.2 正确解模糊操作对参数测量精度的要求
• 4.2.3 仿真验证
• 4.3 双基线干涉仪解模糊方法
• 4.3.1 双基线干涉仪解模糊原理
• 4.3.2 正确解模糊的条件
• 4.3.3 仿真验证
• 4.4 本章小结
• 第5章 滤波方法及目标定位与跟踪
• 5.1 克拉美-劳下界分析
• 5.2 非线性滤波算法研究
• 5.2.1 EKF算法
• 5.2.2 IEKF算法
• 5.2.3 MVEKF算法
• 5.3 利用MVEKF方法的定位与跟踪滤波
• 5.3.1 定位建模与滤波算法
• 5.3.2 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢