本文關(guān)鍵詞：單星無源定位中多普勒信息參數(shù)測量技術(shù)研究

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【摘要】：本課題主要研究了單星定位系統(tǒng)中多普勒信息參數(shù)的提取技術(shù)，在星載平臺情況下，衛(wèi)星接收機(jī)接收到的信號能量小，信噪比低，并且隨著低截獲信號（LPI）的廣泛使用，進(jìn)一步增加了信號接收機(jī)分析信號，提取信號參數(shù)的難度。現(xiàn)有的測頻精度及衛(wèi)星定軌精度對定位誤差影響較小，在低信噪比下，精確估計(jì)出信號的多普勒信息成為單星無源定位系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素。 無源定位中，作為觀測參量載體的目標(biāo)信號，其類型和形式往往是多樣且未知的；脈沖大多持續(xù)時間非常短，由單個脈沖信號難以得到精確的參數(shù)估計(jì)；徑向加速度引起的多普勒頻率變化率參數(shù)更為細(xì)微，一般為100Hz/s量級，在具有脈內(nèi)相位調(diào)制的信號中，會與未知的調(diào)制參數(shù)結(jié)合起來，增加測量的難度；接收到的信號比較微弱，信噪比很低。目標(biāo)信號的這些特點(diǎn)使得傳統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)方法精度大大下降。因此，針對不同信號特性，提出正確有效的多普勒信息參數(shù)估計(jì)方法，是很有意義也是有必要的。 本文針對目標(biāo)信號的以上特點(diǎn)，對傳統(tǒng)信號模型及測量方法進(jìn)行改進(jìn)，分別從時間域和頻率域以及時頻聯(lián)合域提取信號的多普勒信息，本文主要的研究內(nèi)容： （1）研究了基于運(yùn)動學(xué)的單星定位原理，把單星定位系統(tǒng)中，定位需要的加速度參數(shù)轉(zhuǎn)化為時間多普勒信息和頻率多普勒信息，并且分別分析了時間多普勒和頻率多普勒對定位的影響。 （2）研究了頻率域多普勒信息的測量技術(shù)，介紹了正弦信號，線性調(diào)頻信號的信號模型及相應(yīng)的相參積累算法，在此基礎(chǔ)上，研究了三次相位信號的多普勒信息測量算法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 (3)研究了時間域多普勒信息的測量技術(shù)，對自相關(guān)積累算法進(jìn)行改進(jìn)，利用分?jǐn)?shù)時延算法解決了采樣間隔與脈沖重復(fù)周期不匹配時的時延估計(jì)問題。 (4)提出了基于匹配濾波和基于相鄰脈沖互相關(guān)的兩種時頻聯(lián)合多普勒信息估計(jì)算法，在時延估計(jì)的同時，，利用信號相位信息，估計(jì)出頻率多普勒變化率，進(jìn)一步提高了多普勒信息估計(jì)精度，具有良好的工程實(shí)施意義。
【關(guān)鍵詞】：單星定位 多普勒 變化率 時頻聯(lián)合
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN95
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 本文研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展12-14
• 1.2.1 單星定位系統(tǒng)12
• 1.2.2 多普勒信息測量技術(shù)12-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及各章節(jié)安排14-16
• 第2章 基于運(yùn)動學(xué)的單星定位原理16-30
• 2.1 基于徑向加速度的單星定位原理16-22
• 2.1.1 單星定位的運(yùn)動模型16-18
• 2.1.2 運(yùn)動學(xué)單星定位算法的解算方法18-19
• 2.1.3 運(yùn)動學(xué)單星定位算法定位精度分析19-21
• 2.1.4 定位精度的仿真分析21-22
• 2.2 信號時間多普勒與徑向加速度關(guān)系22-26
• 2.2.1 時間多普勒估計(jì)徑向加速度22-25
• 2.2.2 單星定位中時間多普勒特性仿真25-26
• 2.3 信號頻率多普勒與徑向加速度關(guān)系26-29
• 2.3.1 頻率多普勒估計(jì)徑向加速度26-27
• 2.3.2 單星定位中頻率多普勒特性仿真27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 多普勒信息頻率域測量技術(shù)30-48
• 3.1 信號模型及測量精度分析30-34
• 3.1.1 接收信號模型30-33
• 3.1.2 參數(shù)測量精度分析33-34
• 3.2 基于相參積累的正弦相參脈沖串信號多普勒信息估計(jì)算法34-37
• 3.2.1 正弦信號模型34-35
• 3.2.2 相參積累35-36
• 3.2.3 仿真實(shí)例及分析36-37
• 3.3 基于 FRFT 的 LFM 信號多普勒頻率變化率估計(jì)算法37-42
• 3.3.1 信號模型37-38
• 3.3.2 分?jǐn)?shù)階 Fourier 變換38-41
• 3.3.3 仿真驗(yàn)證41-42
• 3.4 基于瞬時自相關(guān)及 FRFT 的三次相位信號多普勒頻率變化率估計(jì)算法42-45
• 3.4.1 信號模型42-43
• 3.4.2 瞬時自相關(guān)及 FRFT43-44
• 3.4.3 解線調(diào)及相參積累44
• 3.4.4 仿真驗(yàn)證44-45
• 3.5 解相位模糊45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 時頻聯(lián)合估計(jì)多普勒變化率信息48-69
• 4.1 自相關(guān)積累算法48-54
• 4.1.1 算法研究48-51
• 4.1.2 門限設(shè)定51-53
• 4.1.3 算法改進(jìn)53-54
• 4.2 分?jǐn)?shù)時延估計(jì)算法54-61
• 4.2.1 算法研究54-57
• 4.2.2 二次曲線擬合57-58
• 4.2.3 測量精度分析58-60
• 4.2.4 算法仿真對比60-61
• 4.3 時頻域聯(lián)合估計(jì)多普勒信息的方法61-68
• 4.3.1 考慮 TOA 測量誤差的頻域法精度分析61-63
• 4.3.2 類匹配濾波63-66
• 4.3.3 相鄰脈沖互相關(guān)66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第5章 系統(tǒng)仿真69-76
• 5.1 仿真系統(tǒng)介紹69-70
• 5.2 STK 仿真環(huán)境設(shè)置70-73
• 5.2.1 STK 場景設(shè)置70-71
• 5.2.2 衛(wèi)星參數(shù)設(shè)置71-72
• 5.2.3 提取星歷數(shù)據(jù)72-73
• 5.3 生成仿真信號73-74
• 5.4 系統(tǒng)定位仿真分析74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 論文總結(jié)76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單81-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：785880