卫星干扰源定位系统中卫星星历校正技术

卫星干扰源定位系统中,制约定位精度的主要因素是卫星的速度精度。而现有的卫星测控手段,普遍很难获得高精度的同步卫星的速度。研究了同步卫星的轨道变化,结合卫星动力学模型和干扰源定位原理,提出了一种新的卫星星历改进技术,为干扰源定位系统提供适合定位用的同步通信卫星星历。

卫星干扰源定位系统中的融合定位技术

在卫星干扰源定位系统中,星历的不准确对定位带来很大的误差。文章提出一种结合了卫星动力学模型的迭代最小二乘算法估计某一个时刻卫星的位置、速度,使得此时定位结果和校准站位置最吻合。该方法通过对星历的改进,补偿了星历带来的误差。试验表明,该方法提高了对干扰源的定位精度。

基于卫星干扰源定位系统的星历获取方法

在干扰源定位系统对目标实现定位时,需要知道卫星的位置、速度,由于网上星历更新速度不很及时,导致有时获取的卫星星历误差较大,因此需要通过测量获取卫星的星历。在卫星动力学方法的基础上,不添加任何硬件设备的条件下,研究了基于卫星干扰源定位系统星历获取方法,并对这种方法进行了仿真分析,对星历的精度进行评估。仿真结果表明这种方法获取的卫星星历优于从网站下载的卫星星历,满足定位系统的需求。

低轨双星定位中雷达信号时频差快速估计算法

针对互模糊函数进行时频差联合估计时运算量大、受采样率和数据量限制,两者估计精度难以同时提高的问题,结合雷达信号的周期性和低轨双星中信号信噪比高、时频差范围有限等特点,提出了一种通过时域周期延拓计算相关函数主值区间,再利用脉内信号计算混合积信号频谱,最后由Chirp-Z变换完成时频域的高效插值,获取时频差精确估计的分步算法。仿真结果表明该算法在降低运算量同时,保证了估计精度。

基于最小二乘融合估计的双星时频差定位

针对单参考站条件下具有测量误差和星历误差时定位精度不高的特点,提出了一种基于多次观测数据的最小二乘融合估计定位算法,该算法无需增加观测条件即可有效提高辐射源定位精度。分析了测量误差、星历误差对单参考站单次定位及融合定位精度的影响,推导了测量误差、星历误差对定位误差的传递公式,提出了含星历误差影响的最小二乘融合估计加权算法。通过Monte-Carlo仿真验证了误差分析结果和定位算法,并比较了加权最小二乘估计定位和单次定位的性能。仿真试验表明:在相同观测精度条件下,加权最小二乘融合定位可极大地提高辐射源定位精度,最大提高10倍以上。

双星定位系统中目标移动性检测与仿真

双星定位系统通过测量两颗相邻卫星相对于地球表面静止辐射源的时差/频差(TDOA/FDOA)来实现定位功能。但是,地面辐射源的移动性影响FDOA,导致该系统定位误差急剧增大。为了检测辐射源的移动性,提出了两种基于时差/频差测量的目标移动性检测算法,即拟合度检验和Rao检验,两者均只需要估计静止假设下目标的位置。比较了两者的检测性能,仿真与分析验证了检测算法的有效性。

基于CRC检验纠错的AIS/ACARS信号解调技术

针对AIS、ACARS信号在低信噪比条件下的解调误码率较高导致信息解译失败的问题,提出了一种基于差分解调和CRC检验纠错的AIS、ACARS信号处理方案。该方案以1 bit、2 bit差分反馈解调结果为基础,将解调星座图中与判决门限距离最近的点进行遍历,获取所有可能的判决组合情况,然后分别进行CRC校验,若校验通过则认为该组合情况为正确结果,进行信息解译。结果表明,该方法较2 bit差分反馈解调算法有3 dB左右的性能提升,较1 bit差分反馈解调算法有5 dB左右的性能提升。

直扩系统中扩频码序列盲估计方案设计与仿真验证

就非合作通信环境中的多用户扩频信号接收问题,分别针对上下行直序扩频通信系统,在载波检测、码速率估计和扩频序列周期检测的基础上设计并实现多用户条件下的扩频序列盲估计方案。首先,针对上行直接扩频信号中多用户之间扩频序列不同步的问题,完成基于Frobenius范数的失步时间估计,设计实现基于相关矩阵特征值分解的多用户扩频序列估计方案;其次,针对下行直接扩频信号中多用户功率相近难以分离的问题,设计并实现基于独立成分分析的多扩频序列盲估计方案。对上述方案进行仿真实验,结果表明所提出的扩频序列盲估计方案在上行和下行多用户扩频通信系统中均具有较高的识别准确率。

一种新的基于交互多模型的序贯重要采样算法

通过将交互多模型(IMM)算法和粒子滤波(SIS)算法结合,提出了一种新的IMM-SIS算法。在每个模型中,都有一个标准的粒子滤波器,模型之间的交互与传统的IMM一样。由于在新的算法中,每个模型中粒子滤波都保证固定数量的粒子,因此不会出现粒子退化和贫乏现象。仿真证明了新的IMM-SIS算法在收敛速度和精度方面都要优于传统的IMM-EKF算法。

高低轨双星定位中的时变时频差参数估计

针对卫星干扰源高低轨组合双星定位中,同步和低轨卫星相对干扰源的径向速度差值大、变化快,引起的时频差定位参数时变的问题,分析出同步、低轨卫星到干扰源的径向距离之差随时间的变化近似满足匀加加速运动模型,据此建立了两卫星平台接收信号的表达式,解析了径向速度、加速度和加加速度差各自对信号包络和载频部分的影响,并在此基础上结合互模糊函数提出了一种基于运动补偿的时变时频差参数估计方法,仿真和试验结果表明了该方法能够有效消除运动参数的影响,准确地估计出时频差定位参数,并能逼近时差、频差估计精度的理论下界。

一种低轨双星雷达信号无模糊频差估计算法

针对低轨双星组合接收低脉冲重复频率(LPRF)雷达信号的频差(DFO)估计存在模糊的问题,提出一种基于时差差分的频差无模糊高精度估计算法,该算法通过对高精度的时差测量值进行中心差分获得无模糊的频差估值。仿真结果表明,新算法能对PRF低至300 Hz的雷达信号进行无模糊的频差估计,估计精度在信噪比高于15 d B时逼近克拉美劳下界,可有效扩大低轨双星时/频差定位系统对LPRF信号的适用范围。

干扰源双星定位中的邻星同频干扰解调对消方法

干扰源双星定位系统中邻星存在同频干扰,导致目标信号信噪比过低,利用互模糊函数估计时差、频差时,检测不到相关峰,无法完成参数提取,为此,提出了一种基于解调对消的干扰抑制方法,通过信号参数估计、调制识别、解调重构、时间同步、相位幅度补偿和相减抵消等步骤,削弱干扰信号的功率,提高目标信号的信噪比,使得同样的处理增益下相关峰值明显高于噪底。仿真结果表明该方法能够逼近理论下界,实现干扰条件下的定位参数提取,有效拓展了双星定位系统的适用性。

高低轨双星时频模糊雷达信号的频差估计算法

针对高低轨双星定位系统中,雷达信号定位参数估计结果同时存在时差与频差模糊的问题,分析了相参脉冲串信号的模糊特性;利用粗略配对的脉冲串获得到达时间差序列,避免了对时域高度密集的脉冲进行配对的难题;在此基础上,提出了对时差序列进行中心差分计算频差粗估值实现频差模糊消除的方法;推导得出了频差粗值误差随着辐射源载频的增加、脉冲到达时间测量误差的增大、时差差分间隔的减小而增大的结论。仿真结果表明,频差粗值误差与理论值一致;通过设置合理的差分间隔,得到无模糊的频差粗值以后,频差精估精度逼近CRLB。新算法便于工程实现,对长基线定位系统中雷达信号的频差估计具有一定参考价值。

空中运动辐射源双星时频差定位可观测性分析

双星时频差定位体制是一种高效的辐射源定位技术，文章在同步双星时频差定位体制下，提出了利用观测矩阵秩及其行列式值作为定位可观测性度量的分析思路，建立了辐射源定位模型，分析了空中运动辐射源在匀速直线运动、机动转弯运动时的定位可观测性，仿真结果表明：同步双星时频差定位体制在一定限制条件下，可以实现对空中运动辐射源的定位观测。

引入载频信息的双星定位模型及其误差分析

同步轨道双星时频差定位系统作为一种有效的无源定位手段，能够较好地实现地面固定干扰源的定位，但有定位精度不高的问题。针对这一问题，在不改变系统复杂度的前提下，引入主星载频测量构成新的定位模型，推导了该模型的定位误差传递方程利用该方程对定位精度进行的仿真分析表明：引入主星载频测量后能够有效地减小定位误差，定位精度可以得到明显提高，为工程应用和系统设计提供理论依据。

低轨双星定位中雷达信号积累时间及时／频差估计精度分析

测量低轨双星接收的两路雷达信号间的时差和频差可以实现雷达辐射源的定位。通过建立接收信号模型，分析卫星运动对信号积累的影响，给出了典型低轨双星条件下脉冲积累个数的上限。在连续信号的时／频差估计精度Cramer-Rao下界基础上，推导了雷达信号的下界表达式。通过仿真验证了结论的正确性，可为工程应用中信号积累时间的选取和参数估计精度分析提供理论支撑。

一种基于时频差的分布式快速DPD算法

在运动传感器网络中，应用直接定位（Direct Position Determination，DPD）算法可大幅改善系统的定位性能，但同时也带来了计算量高、算法稳定性差等问题。对此，本文提出了一种基于时频差的分布式快速DPD算法。利用互模糊函数与矩阵相容范数计算分别替代了原DPD算法中复杂的大规模矩阵运算和最大特征值求解，并据此设计出了一种有效的分布式部署计算方法，充分利用了传感器网络的计算资源。仿真表明，该方法在定位性能与原DPD算法相当的情况下，大幅简化了计算量、提高了算法稳定性，具有工程应用价值。

基于双随机码准连续波信号的空中目标多站时差定位技术

外辐射源空中目标定位系统以其隐蔽性、抗干扰能力及反隐身能力受到越来越多的关注。本文针对传统外辐射源直达波干扰难以抑制问题，提出以自主发射的双随机码准连续波信号作为辐射源，构建了空中目标多站时差定位系统模型，并进行了实际信号验证。

基于双随机码准连续波信号的直达波抑制技术

外辐射源定位系统中，直达波干扰问题严重影响系统对目标信号的检测与处理。丈中提出利用自主发射的双随机码准连续波信号作为辐射源，在继承外辐射源定位系统隐蔽性的同时，利用信号的随机断续特性有效地解决了直达波干扰的问题。实验验证表明，该方法能够有效抑制直达波干扰的问题。

高低轨双星差分频差定位算法及误差分析

提出了一种新颖的基于差分频差技术的高低轨双星联合定位算法。通过理论推导分析了该技术方法的有效性和合理性；给出了测量误差、星历误差对定位性能的定量影响；仿真结果表明该定位算法对低轨卫星受控区域内的目标定位精度在10m至100m之间。