基于分式二次规划的互模糊函数赋形方法

在开展认知雷达波形设计时,由于发射波形与接收滤波器的非匹配体制,互模糊函数赋形相比传统模糊函数赋形优化自由度更高。该文针对强杂波条件下微弱运动目标检测问题,以最大化信干噪比为优化准则,提出了一种联合发射相位编码序列与接收滤波器设计的互模糊函数赋形方法。在恒模约束下,优化问题被建模为二次分式规划形式;然后通过引入辅助变量,并利用共轭梯度法求解Stiefel流形空间上的最小化问题,非凸优化据此转化为恒模约束二次优化问题;通过交替循环和类幂迭代算法求得最优解。此外考虑到发射波形受硬件限制而难以实现严格恒模,该文构建了一种低峰均比约束二次优化问题模型,并利用最近邻向量法求得最优解。最后,不同参数下的仿真与实测数据实验表明,该文赋形方法相较于传统方法具有较高的信干噪比增益和收敛速度。

基于加窗互模糊函数估计的卫星搜救定位技术

【目的】随着卫星技术的不断发展,将卫星应用于地面信息网络低覆盖区域进行人员搜救已普及,卫星搜救定位技术作为人员和设施位置指示的有效手段,广泛应用于海上、航空和个人遇险救援行动。而全球卫星搜救系统的发展和研究中,搜救源高精度和快速的定位是其主要目标。【方法】针对卫星搜救信号突发特点,采用双星时频差定位作为卫星搜救定位方法,其所需的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)参数估计是提高定位精度的关键。为了提高双星时频差定位技术的参数估计性能和定位精度,文章提出了一种基于时域加窗的互模糊函数(CAF)时频差估计搜救定位技术方案,通过时域加窗CAF来提高时频差估计的精准度,并利用估计值代入双星时频差定位方程组从而解算出搜救信号源位置,即通过高效地提高时频差参数估计精度达到定位精度提高的目的,以准确找到搜救源。【结果】仿真结果表明,加窗下的CAF时频差参数估计方法可用于搜救定位中,能够获得精确时频差估计值,且加入傅里叶变换后可以减少参数估计时间,进而优化定位性能。将时差误差控制在4μs内、频差误差控制在0.2 Hz以内时,定位精度可以达到千米量级。【结论】文章所提方案并入卫星搜救定位技术后定位性能得到改善,能够支持卫星搜救定位技术在搜救系统中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性。

外辐射源雷达互模糊函数智能快速计算方法

互模糊运算是外辐射源雷达系统中回波信号与参考信号相干积累的重要手段,然而,外辐射源雷达接收到的目标回波信号非常微弱,需要增加积累时间来提高估计精度;当目标速度较快时,频率搜索范围增加。为了实现一定范围的目标检测需求并兼顾数据处理的实时性,研究互模糊函数快速计算方法具有重要的意义。由于长时间积累与大范围空域搜索的客观需求,导致互模糊函数运算量极大,需要消耗大量计算资源。针对以上问题,通过分析典型静止轨道数字电视信号模糊函数的特点,以粒子群优化理论为框架,设计了一种多种群特征寻优时频差估计算法。该方法引入多种群迭代机制和收缩因子,通过设计有效的搜索策略和粒子更新方法,避免了传统方法冗余计算量大的问题。在保证计算精度的前提下,该方法大幅度减少了模糊函数的计算量,提高了互模糊函数计算搜索效率,大幅度减少了所需的计算量。

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下,宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移,因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差,若仅估计单个跳频脉冲的时频差,则精度低而无法满足定位要求。针对此问题,提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差,从而无需对多普勒频差进行估计,避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响,并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐,通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索,可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验,验证了算法的正确性与精度优势。

互模糊函数(CAF)在分布式卫星信号接收中的应用

文章提出采用基于互模糊函数(CAF)的时间差和频率差联合估计法,可准确地对分布式卫星信号接收中的时间差和频率差进行估计,有效地抑制了背景噪声的影响。在估计性能方面,该方法优于基于相关的方法。文章最后使用计算机仿真验证了文中的结论。

外辐射源雷达互模糊函数的两种快速算法

针对外辐射源雷达(无源雷达、被动雷达)利用互模糊函数测量时延差和多普勒频移的运算量大,直接计算难以满足系统实时性要求的问题,本文提出了外辐射源雷达互模糊函数的两种快速算法:分级抽取FFT算法和预加权分级抽取FFT算法.分级抽取FFT算法降低了抗混叠滤波器的阶数,明显地节省了计算量和存储量;预加权分级抽取FFT算法使第一级滤波的乘法运算在时延的循环外进行,进一步提高了计算效率,代价是存储量有所增加.实测结果表明本文所提两种快速算法有效地提高了计算效率.

利用互模糊函数联合估计的双星高精度定位技术

针对高精度双星定位系统对参数测量精度的需求,围绕解决高精度时差/频差测量的技术问题,建立了利用双星对地面辐射源定位模型,通过定位精度分析,给出了高精度定位对时差/频差测量精度的要求。通过分析高精度时差/频差测量的各种方法和技术途径,提出了一种利用互模糊函数进行时差/频差联合估计的方法。仿真实验结果表明该方法可以适应各种脉冲信号类型,测量精度较高。

基于互模糊函数的时差频差估计算法及实现途径

针对双站无源定位系统中的时差频差测量问题,该文研究了利用互模糊函数对雷达信号进行时差频差联合估计的可行性及算法,分析并推导了常见雷达信号的时差频差估计标准差表达式,给出了典型雷达信号时差频差联合估计的仿真结果及实现途径,仿真结果表明:通过采用并行处理与缩小搜索范围等措施,有效缩短了模糊函数的计算时间。

基于互模糊函数的快速时差频差联合估计

针对无源定位中的时差频差联合估计问题,利用内积公式推导出了基于互模糊函数的时差频差联合估计公式,并提出了相应的快速实现算法。其中通过适当变换互模糊函数计算公式,将传统的二维时差频差搜索算法变为对信号内积进行快速傅里叶变换,然后对变换后的数据进行二维搜索,大大提高了时差频差联合估计的速度,降低了运算量。通过重构离散傅里叶变换项,并进行近似,进一步降低了运算量。仿真结果说明,两种算法都能得出准确的结果,改进的算法计算时间更少。

利用互模糊函数实现卫星干扰源定位

介绍了双星体制卫星干扰源定位系统工作的原理 ,对利用信号互模糊函数(CAF -CrossAmbiguityFunction)定位参数估计进行了研究 ,分析了参数估计的时频特性和参数的时变性对估计方法的影响 ,提出了提高CAF参数估计性能的优化处理方法。通过对实际转发信号的参数估计和定位实验 。

一种基于互模糊函数分段相干累加的TDOA/FDOA参数快速估计算法

针对传统互模糊函数算法对TDOA/FDOA参数估算运算量大的问题,提出了一种分段近似并相干累加的互模糊函数计算方法。该方法利用相位校正项对互模糊函数进行分段处理,并对分段后的互模糊函数采取近似,从而实现快速计算。相比传统的互模糊函数计算过程,该方法从分段和近似两个方面对计算速度进行提升。在相同采样条件下对传统算法和所提出快速算法进行了对比,仿真结果表明该算法能较大程度节省计算量,减少计算时间超过十倍。

基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计研究

针对二阶互模糊函数在相干高斯噪声环境下会出现较大的噪声相关峰值,影响TDOA/FDOA参数正确估计的问题,利用高阶积累量对高斯噪声的不敏感特性,研究基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法,对该方法的参数估计过程进行了详细的理论分析,并针对二阶与四阶互模糊函数两种参数估计方法进行了对比仿真。仿真结果表明,基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法能有效克服噪声的相关性,但对噪声敏感,存在一定的理论研究价值。

基于互模糊函数的宽带信号时差估计

提出了一种新的高精度时差估计算法。传统的直接互相关测时差法,在低信噪比时的测量精度较差,不能满足高精度估计的要求。这种基于互模糊函数的算法与传统的直接互相关法相比,更适用于低信噪比情况下的时差估计。

高动态环境的GPS信号互模糊函数估计器及其性能分析

为了更可靠地跟踪高动态环境GPS信号参数，提出了一种新的适应高动态环境的GPS参数估计方法——互模糊函数方法。在假定高信噪比的条件下，推导了互模糊函数估计器的估计方差以及Cramer-Rao界，得出了采用互模糊函数法对高动态环境GPS信号的时延和多普勒频移进行联合估计是渐近无偏和渐近有效的结论。

一种基于二阶互模糊函数的TDOA/FDOA联合参数估计算法

为了降低TDOA和FDOA联合参数估计所消耗的时间,提高参数估计的时效性,通过对互模糊函数计算公式进行适当变换,将传统的直接互模糊函数TDOA/FDOA联合参数估计算法的二维TDOA/FDOA搜索算法变换为对信号内积进行快速傅里叶变换,再对变换后的数据展开二维搜索,这在很大程度上减小了TDOA/FDOA联合参数估计的计算量,从而提高参数估计的效率。并且还通过分组的方式,重构了傅里叶变换项,并进行相应的近似,进一步减小了计算量。仿真实验证明了算法的可行性和稳健性。

基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA联合参数估计算法

针对二阶互模糊函数在相干高斯噪声环境下会出现较大的噪声相关峰值影响TDOA/FDOA参数正确估计的问题,利用高阶积累量对高斯噪声的不敏感特性,研究基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法,对该方法的参数估计过程进行了详细的理论分析,并针对二阶与四阶互模糊函数两种参数估计方法进行了对比仿真。仿真结果表明,基于四阶互模糊函数的TDOA/FDOA参数估计方法能有效克服噪声的相关性,但对噪声敏感,存在一定的理论研究价值。

一种基于正弦波高精度互模糊函数的通信卫星干扰定位技术

通信卫星系统易遭到敌方恶意干扰、地面无意干扰,对通信卫星系统的干扰排查具有重要意义,而通信卫星系统的干扰定位一直是重难点问题。在双星定位互模糊函数算法的基础上,提出了一种基于正弦波高精度互模糊函数频差估计方法,同时针对利用两颗静止通信卫星实现干扰定位时主信号和辅助信号信噪比差异大、辅助信号微弱的问题,采用改进的互模糊度函数实现双星TDOA和FDOA的测量,完成对通信卫星系统干扰信号的定位。仿真试验表明,采用本算法,对通信卫星系统干扰信号的定位精度较高,满足系统实际运用要求。

基于互模糊函数的高亚音速目标声学跟踪方法

针对亚音速低空运动目标声信号特征不明确所导致的定位跟踪困难的问题,从不同路传声器接收信号的差异性入手,通过对目标到达时间差和时间比例尺差的估计,建立了基于互模糊函数的目标运动参数估计模型。在通过极大似然估计方法或者利用先验信息得到初始时刻目标运动参数后,后续时刻的目标运动参数根据目标运动方程和传感器观测方程,采用贝叶斯递推状态估计算法来实现。仿真结果表明,该方法可以实现对目标的稳定跟踪,且定位精度较高,具有较好的应用前景。

基于互模糊函数优化的双无人机协同定位方法

随着武器装备和作战样式的发展,无人机侦察已成为作战情报获取的重要方式.针对双无人机协同定位过程中存在的定位精度低与定位时间长的问题,提出了基于互模糊函数的时差频差联合定位优化方法.该方法通过优化互模糊函数来减少计算量,提高定位实时性,利用Monte Carlo法进行定位方程计算,提高求解精确度.仿真结果表明,本文方法能在对互模糊函数峰值判断精度影响很小的情况下,节省计算量,并准确判断出辐射源位置.这为海上无人机蜂群协同侦察定位实际应用提供了参考.

基于互模糊函数的双星时差频差联合估计

针对无源定位中的时差频差联合估计问题，在利用互模糊函数进行时差频差估计的基础上提出了具体工程实现时运算量较小的方案，并针对不同调制样式在不同带宽和灵敏度条件下进行了仿真，通过仿真结果总结出提高时差频差测量精度的途径。