現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,對敵方輻射源進行高精度定位,是己方引導精確打擊武器摧毀敵方輻射源及其載體,從而削弱、破壞敵方電子設備效能,奪取戰(zhàn)場電磁頻譜控制權的重要前提。本文針對高速機動輻射源的偵察定位問題,圍繞高速機動輻射源時差估計問題、接收機位置準確已知/含有誤差時的輻射源定位兩方面關鍵問題進行研究。本文的主要研究內容如下:1、對于高速(勻速)運動輻射源,在對其信號進行相參積累過程中,信號能量可能分布在不同的距離單元,從而出現(xiàn)距離徙動,導致時差估計誤差增大。針對這一問題,提出了一種基于序列反轉變換的時差快速估計算法�；舅悸肥鞘紫葘邮招盘栠M行分段處理,人為劃分出等效脈沖信號,而后利用序列反轉變換來校正目標運動引起的距離徙動,最后將目標信號在對應時差處積累成峰值,從而實現(xiàn)時差估計。該算法可以通過復數乘法、快速傅里葉變換和逆快速傅里葉變換運算快速實現(xiàn),無需任何搜索過程。仿真實驗結果表明,所提算法對于高速(勻速)運動輻射源的時差估計性能要優(yōu)于現(xiàn)有算法,且計算復雜度較低。2、對于高速機動(勻加速)輻射源,在對其信號進行相參積累過程中,目標輻射源的運動將導致積累峰值在距離維度和多普勒頻率維度發(fā)生擴展和偏移,從而產生距離徙動和多普勒頻率徙動,導致時差估計誤差增大。針對這一問題,提出了一種基于序列反轉變換和非均勻快速傅里葉變換的時差快速估計算法�；舅悸肥鞘紫壤眯蛄蟹崔D變換來校正距離徙動,然后在慢時間維進行非均勻傅里葉變換,從而將目標信號在對應時差處積累成峰值。該算法可以通過復數乘法、快速傅里葉變換、逆快速傅里葉變換、非均勻快速傅里葉變換運算快速實現(xiàn),無需任何搜索過程。仿真實驗結果表明,所提算法對于高速機動(勻加速)輻射源的時差估計性能要優(yōu)于現(xiàn)有算法,且計算復雜度較低。3、在基于時差的多站輻射源定位中,當場景中同時出現(xiàn)多個輻射源目標,且不同輻射源目標對應的時差測量誤差存在相關性時,此時對各輻射源分別定位將難以得到最優(yōu)定位結果。針對這一問題,提出了一種新的代數解算法。算法基于兩步加權最小二乘基本框架,首先在第一步加權最小二乘估計中,通過構建輔助向量,將對應全部輻射源目標的時差測量方程轉化為偽線性形式,繼而得到輻射源位置的粗略解;然后在第二步加權最小二乘估計中,利用輔助參數與輻射源位置參數之間的約束關系,再次構建方程,得到輻射源位置的精確解。與現(xiàn)有算法的顯著不同在于,所提算法的第二步加權最小二乘估計避免了矩陣求逆時存在的缺秩問題,并且無需進行額外的開方操作。理論分析表明,算法的定位誤差可以達到克拉美羅界。仿真實驗表明,算法的定位精度和穩(wěn)健性均優(yōu)于現(xiàn)有算法。4、針對接收機位置存在誤差時基于時差的多輻射源定位問題,提出了一種改進的兩步加權最小二乘代數解算法。算法同樣遵循兩步加權最小二乘基本框架,但是在第二步加權最小二乘估計中,采用了與傳統(tǒng)兩步加權最小二乘不同的線性化方法,從而避免了額外的開方運算和矩陣求逆時存在的缺秩問題。仿真結果表明,所提方法在接收機位置存在誤差時,對多個輻射源目標的定位均方誤差可以達到克拉美羅界,并且與現(xiàn)有算法相比具有更低的定位誤差和更高的穩(wěn)健性。5、為了從克拉美羅界的層面上降低接收機位置誤差對基于時差的輻射源定位精度的影響,提出了一種新的接收機位置誤差校正算法。算法同時利用校正輻射源和目標輻射源對應的時差測量方程,構建關于接收機位置誤差的線性方程,并結合接收機位置誤差的統(tǒng)計特性,采用貝葉斯-高斯-馬爾可夫定理對方程求解,得到接收機位置誤差的線性最小均方誤差估計。仿真結果表明,所提算法對接收機位置誤差的校正效果優(yōu)于現(xiàn)有算法。
【學位單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：E91;TN957.51
【部分圖文】：

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學碩士學位論文第4頁圖1烏克蘭的“鎧甲”系統(tǒng)捷克的“塔瑪拉（TAMANA）”系統(tǒng)于1983年問世，為三站二維時差無源定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用目標輻射的電磁信號，來識別和定位輻射源及其載體。它的接收機基線長度設計為10~35千米，系統(tǒng)由一個中心站和兩個輔站組成，兩個輔站將接收信號數據實時傳輸至中心站進行處理，中心站經脈沖分癬配對、相關等處理，實現(xiàn)對目標的探測和定位，并且可以與數據庫對比后對目標進行識別分類等。該系統(tǒng)的有效探測距離大于400千米，可自動跟蹤72個空中目標，包括隱形飛機、各型地對空導彈以及空中預警雷達飛機，并可預測目標的航跡。有報道稱，在科索沃戰(zhàn)爭中，南聯(lián)盟可能利用“塔馬拉”系統(tǒng)探測到了美軍的F-117A隱身戰(zhàn)斗機，并引導防空導彈將其擊落[37]。捷克的“維拉（VERA）-E”系統(tǒng)是一種可移動的用于對空中、地面和海上目標進行定位、識別和跟蹤的電子情報（ELINT）和無源偵察系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用目標輻射源信號的到達時間差來定位目標，可以監(jiān)視包括來自雷達、二次雷達（SSR）應答機、TACAN、敵我識別詢問機和應答機、干擾機、數傳系統(tǒng)以及其它輻射源各種類型的信號。它具有360°的瞬時視場，可以同時跟蹤200個目標，可對目標輻射源的指紋特征進行分析和識別，具有較高的定位和跟蹤精度[38]。

第一章緒論第5頁圖2捷克的“維拉”系統(tǒng)以色列研制的“ELTA-ELL-8388”無源探測系統(tǒng)，采用短基線時差定位體制，可以探測和定位頻率0.5~18GHz的輻射源目標，時間測量精度可達納秒級[39]。圖3以色列的“ELTA-ELL-8388”系統(tǒng)國內對于無源雷達技術的研究最早可以追溯至上世紀80年代初。最初主要是通過消化吸收國外關于基于角度交叉的定位、基于相位變化率的定位等技術。1988年，以總參第五十四研究所劉雪奎發(fā)表的“斯坦費爾德法在雷達無源定位中的應用”[40]為標志，我國基于雷達的電子偵察技術從消化吸收階段上升到研究和研制階段；1996年，國防科技大學孫仲康等人結合我國雷達的發(fā)展出版了《單多基地有源無源定位技術》一書[41]，初步奠定了無源定位理論基矗同年，電子工業(yè)部二十九所胡來招出版了《測向定位文集》[42]。進入21

第一章緒論第5頁圖2捷克的“維拉”系統(tǒng)以色列研制的“ELTA-ELL-8388”無源探測系統(tǒng)，采用短基線時差定位體制，可以探測和定位頻率0.5~18GHz的輻射源目標，時間測量精度可達納秒級[39]。圖3以色列的“ELTA-ELL-8388”系統(tǒng)國內對于無源雷達技術的研究最早可以追溯至上世紀80年代初。最初主要是通過消化吸收國外關于基于角度交叉的定位、基于相位變化率的定位等技術。1988年，以總參第五十四研究所劉雪奎發(fā)表的“斯坦費爾德法在雷達無源定位中的應用”[40]為標志，我國基于雷達的電子偵察技術從消化吸收階段上升到研究和研制階段；1996年，國防科技大學孫仲康等人結合我國雷達的發(fā)展出版了《單多基地有源無源定位技術》一書[41]，初步奠定了無源定位理論基矗同年，電子工業(yè)部二十九所胡來招出版了《測向定位文集》[42]。進入21
【參考文獻】

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本文編號：2890553