单星综合孔径定位体制原理研究

提出了一种基于综合孔径技术的单星测向定位体制,并对该体制的测向精度和灵敏度进行了分析,通过理论分析和仿真试验结果表明,该方法可以在保持高精度定位的同时提高系统灵敏度,从而有效降低天线阵列系统的复杂度。为目前单星干涉仪测向定位体制的多通道接收信号仅用于定位,无法有效合成提高灵敏度,导致系统规模较大的问题提供有效解决途径。

基于FPGA的单星模拟器质心检测算法研究

星点质心检测是星模拟器检测技术中的关键技术之一,针对传统处理算法中运算量大、复杂度高、速度慢的问题,提出了一种基于FPGA的单星模拟器质心检测新算法。通过星图预处理和星点提取算法去除噪声,采用平方质心算法计算星点亚像素坐标,并设计了硬件体系结构,完成了高斯滤波、星点提取、质心计算等模块的设计,实现了星图流水化处理,提高了质心检测速度。测试结果表明,星点质心检测的误差小于0.1 pixel,可通过单次扫描无须图像缓存即可计算出质心坐标,极大地提高了处理速度,过程中无须消耗RAM存储器资源,大大节省了存储空间。

单星测频无源定位测试评估系统设计

为测试评估单星测频无源定位星载接收机的功能与性能指标,采用实物试验与仿真技术相结合的方式设计了一款单星测频无源定位测试评估系统,该系统包括高动态信号模拟收发分系统和仿真评估分系统。高动态信号模拟收发分系统基于ADI公司AD9364 RF捷变收发器和XILINX公司Zyqn7000系列芯片研制,完成上行信号的产生与发送和上行信号的接收与信号处理;仿真评估分系统采用Visual Studio软件开发,用于实现信道数学仿真和单星测频无源定位算法测试评估。测试结果表明,该测试评估设备能够测试评估单星测频无源定位星载接收机性能指标,且可灵活配置卫星参数和信号参数,适应性强。

单星测频定位中信号外推方法与性能分析

单星定位技术由于具有隐蔽性高和设备简单等优势,在军事、民用方面都具有广阔的应用前景,但是同时也存在着定位时间长,卫星飞行成本高等问题。由于卫星在对地表辐射源的定位过程中,需要使用接收信号的多普勒频率进行位置解算,因此文中通过信号外推的方法,将卫星的接收信号进行合理外推,获得更多的多普勒信息,在保证一定定位精度的同时,减少了卫星的飞行时间与飞行成本。文中的研究内容主要集中在信号外推与单星定位两种算法的研究上,并将两种算法进行结合。鉴于此,文中对信号外推与单星定位算法进行了理论分析和仿真验证,主要研究内容包含以下几方面:首先,建立了单星定位中信号外推方法的模型与实现流程,并分别介绍了经典的Gerchberg-Papoulis外推算法,单星定位的数学模型与辐射源位置解算方法;其次,通过对线性调频信号的外推的研究,引入了分数傅里叶变换的概念,在实现了线性调频信号外推之后,将其外推方法类比到卫星接收信号的外推中,并且得到了信号的多普勒频率;最后,通过Satellite Tool Kit(STK)软件的仿真得到卫星的飞行速度、位置等星历信息,与多普勒频率一起代入单星定位的算法中。结果显示文中提出的方法在节省卫星飞行时间的同时,保证了定位的精度。并与不使用信号外推进行定位相比,定位精度有所提升。

单星模拟器杂散光抑制分析

针对单星模拟器主体光管中存在大量杂散光的问题,本文提出设置多级拦光光阑消除杂散光。该方法根据多级拦光光阑的设计原则设定光阑的位置和孔径,采用TracePro软件对设计结果进行了模拟分析。实验结果表明,杂散光得到了有效的抑制,保证了单星模拟器的模拟星光平行度2″的指标。

基于因子图协同定位辅助的单星定位方法

在诸如行星探测,战争损毁等导航星座拒止环境下,单星定位系统可以快速部署为目标提供定位支持,但单星定位系统较大的定轨误差导致定位误差较大。针对上述问题,提出了一种基于因子图协同定位辅助的单星定位方法。首先,通过多组卫星不同时刻的伪距差值构建定位双曲面为定位目标提供连续定位并减小卫星和接收机钟差的影响;其次,利用多个定位目标之间的高精度测距信息建立协作因子图,并利用该协作因子图辅助单星定位系统的定位结果,从而提高定位精度。将所提出的单星定位方法与现有的多普勒单星定位方法和径向加速度单星定位方法从卫星定轨误差、测距误差和定位误差3方面进行对比。仿真结果表明,所提出方法的定位误差仅为其他两种方法的1%~10%。

基于单星观测的弹道导弹参数估计方法综述

基于单星预警的弹道导弹参数估计是弹道导弹攻防对抗中的一项关键技术。首先对问题进行了简单阐述,随后对单星观测导弹参数估计方法进行了系统的综述。根据整体研究情况将现有估计方法分成了2类:先验模板匹配建模和通用运动模型建模,随后又综述了2类方法各自的典型算法,对每种算法逻辑进行了概述,同时对其特点进行了分析。最后,分别对2类研究方法进行了总结,分析了各自可能的发展方向。

单星定向技术研究

提出了一种仅利用一颗地球静止轨道卫星完成定向的新方法。并利用北斗双星定位系统进行了定向试验．试验结果表明,对于0．827m长基线,单星定向精度可达0．07°,从而说明利用一颗地球静止轨道卫星进行定向在原理上是正确的,方法是可行的．

最小相位误差单星无源定位法

基于卫星在不同位置测得的信号相位差,提出了一种用最小二乘使误差最小化的单星无源定位方法。给出了定位和去模糊的原理与计算方法,以及数学模型,建立了定位误差的解析表达式,用仿真验证了误差表达式。结果表明该法有一定的去模糊定位和单基线测量相位差定位能力。

单星定向原理及GPS仿真试验

介绍了一种新的卫星定向方法,该方法仅利用一颗地球静止轨道卫星完成定向;介绍了利用GPS卫星进行单星定向原理验证试验的方法、条件和结果。试验结果表明,对于3m长基线,单星定向精度可达0.05°。从而说明利用一颗地球静止轨道卫星进行定向,在原理上是正确可行的。

惯导辅助下的单星高动态定位算法

在战争区域或星外探索环境中星座型导航损毁或缺失条件下,单星定位系统可以有效补充星座型导航系统的缺失。但是,当定位目标具有高动态特性时,单星定位的定位结果由于定位目标的移动存在较大误差,不能满足实际需求。因此,提出了一种惯导辅助下的单星高动态定位算法,该算法利用惯导器件得到定位目标高动态条件下的坐标偏移,结合单星定位中基于积分多普勒测量值与惯导系统得到的伪距差信息,通过融合滤波得到目标的定位信息,从而实现高动态下目标的定位。将所提出算法与多普勒单星定位算法及伪距率辅助单星定位算法进行仿真对比,在定位目标的运动速度为100 m/s,系统运行时间为300 s下,新算法的定位误差仅为多普勒单星定位算法的2%,伪距率辅助单星定位算法的3.5%,可以有效为高动态定位目标提供定位导航服务。

单星无源定位原理及精度分析

针对通信、测控信号窄带、信号持续时间长的特点,分析了通信信号、测控信号工程可实现的测频精度,论证了在单星平台上利用频率定位方法实现通信、测控信号高精度定位的可行性,并根据5 km定位精度指标要求计算了对信号持续时间、信号载频、频率测量误差及卫星轨道高度的要求,研究结论对单星无源定位系统定位精度指标的论证与分解具有借鉴意义。

单星多普勒定位系统仿真与性能分析

给出了单星多普勒定位系统单目标定位基本原理以及系统多目标定位的数据处理方法。由于单星系统定位资料较为稀疏且空间几何条件较差,提出采用高程约束辅助定位方法。采用地面测试系统进行半物理仿真,对通过随机方法产生的全球分布的500个目标进行解算,系统拷机用时10h左右,仿真结果表明:当对卫星轨道高度为840.053km时,有效定位率在98.6%以上;当轨道高度为499.226km时,有效定位率在96.4%以上。证实了解算方法的有效性。

一种单星无源高精度定位方法

针对基于双星或多星的卫星通信终端定位系统使用约束多、定位误差大等问题,提出一种单星无源高精度定位方法。利用一个高增益窄波束天线接收辐射源旁瓣泄露信号,同时接收主瓣经卫星转发的信号,通过互模糊函数实现微弱旁瓣信号检测和时差参数估计,结合旁瓣接收天线波束指向信息,实现对目标的准确定位。仿真结果表明,可实现对微弱旁瓣信号的检测和运动目标的高精度定位。

一种单星对同步轨道卫星的仅测角定位跟踪算法

针对中低轨卫星对同步轨道卫星定位时存在的可观测时间短等限制,结合同步轨道卫星轨道的特点,利用测角信息计算出距离信息。将距离信息与测角信息一起建立新的测量方程,进而提出一种新的基于J2000.0惯性系的单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的扩展卡尔曼仅测角被动跟踪定轨方法,并对测量方程的变量和坐标转换给出了明确定义。仿真结果表明,该算法实现了单颗中低轨卫星对同步轨道卫星的仅测角被动跟踪定轨,若已获得被测星的先验知识,该算法收敛时间优于未引入距离信息的常规算法。

基于模糊测向结果的单星无源定位法

介绍了一种对地面无线电辐射源的单星测向定位系统，该方法可基于模糊的测向结果对地面目标信号定位。

单星频差无源定位技术原理及仿真

鉴于卫星技术的快速发展和广泛应用,利用卫星无源定位系统以适应当今高科技战场对电子战武器的隐蔽攻击的需求已经成为一个重要的发展方向,而单星无源定位系统具有成本低、灵活性好等优点,成为研究的热点。研究单星频差无源定位原理和定位方法,针对定位模糊问题提出了解决方案,分析了影响定位精度的因素并推导了定位的理论误差和圆概率误差。

基于单星焦平面模板的弹道匹配研究

针对弹道导弹预警跟踪中存在的获取的目标信息不完整、数据率低的问题,给出了一种基于单星焦平面模板的弹道匹配方法,方法直接对焦平面图像中目标点所在像元的位置数据而非传统的角度数据进行灰色关联分析,同时规避了传统方法中必需的射向估计。仿真结果表明,模型能够准确的匹配出目标弹道并对落点做出较为准确的预测,具有很强的理论及实际意义。

融合初值校准与二阶逼近的单星测频定位算法

为减小单星测频定位的误差,提出一种融合初值校准与二阶逼近的单星测频定位算法。该算法在卫星接收信号多普勒频移为零的时间点,通过测距获得卫星到定位目标的距离信息,利用距离信息修正轨道平面与定位目标的几何关系,为初值的选取提供校准手段;将校准的初值代入含二阶级数的定位方程泰勒展开式,通过较少次数的迭代得到定位目标的真实位置,从而降低定位的算法复杂度,提高定位精度。仿真结果表明,所提出的算法与多普勒单星定位算法相比,迭代次数和定位误差大幅度减小,其实现简单、计算量少、误差小,在单星定位研究领域具有较高的理论价值和实用价值。

一种单星约束的空时自适应抗干扰算法

针对全球卫星导航系统面临的各种宽带和窄带干扰,单一的空域处理技术不能有效地一起去除的问题,提出了空时自适应滤波算法。该算法通过分析基于线性约束最小方差准则的空时域单星单约束抗干扰算法对卫星信号的影响,论述了在带有圆心和不带圆心的均匀圆阵上应用单星单约束抗干扰算法,Matlab仿真结果表明较少阵元的带圆心阵列可以有效抑制多个宽带干扰和窄带干扰,比基于普通圆阵的单星单约束抗干扰算法更具有效性。