TDOA/FDOA移动目标无源定位的线性化求解算法研究

利用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)和到达频率差(Frequency Difference of Arrival,FDOA)对移动目标进行定位是现代电子战争的重要课题。传统的定位算法由于TDOA/FDOA参数与目标参数存在非线性关系,求解困难且存在初值与收敛性问题。为此提出一种结合两步加权最小二乘法(Two-Stage Weighted Least Squares,TSWLS)与偏差补偿的定位算法,这种结合算法先建立一组关于TDOA与FDOA的线性方程,再利用泰勒级数展开算法线性化中间变量,计算偏差值,用线性方程的解减去偏差值得到最终解,算法的解为闭式解不存在收敛问题。仿真证明,结合算法优于传统TSWLS算法,在低噪声环境下可以达到克拉美罗界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB),同时在大噪声环境下也能保持良好的鲁棒性,且目标距离越近,观测点阵的大小越大,定位性能越好。

时变时/频差对长时相关积累的影响分析及补偿策略

针对同步双星定位系统中时/频差(TDOA)/(FDOA)时变引起长时相关积累增益损耗的问题,将上下行传播链路的相对运动均考虑在内,推导同步双星系统中时变时/频差条件下的信号模型;在此基础上,根据规则信号自相关函数与能谱密度之间的关系以及线性调频信号的频谱特性,分别定量分析时变时/频差对长时积累时/频差维相关峰值幅度损耗的影响;给出了时变时/频差补偿策略和实现步骤。实际数据处理结果表明,本文给出的补偿策略能够实现长时相关积累的能量聚焦,时变引起幅度损耗定量分析结论的有效性也得到验证。