多基阵声测被动定位及定位精度分析

提出了一种多阵声测被动定位方法并给出了其性能分析。该方法采用单个阵估计声源方位和阵与阵间相应传声器时延的方法进行声源定位 ,充分利用多阵之间信号的相干特性 ;研究了在不同的阵间信号相干系数下的声源定位及定位精度的克拉美 -罗下界。仿真表明 :利用阵间相干信息的定位方法 ,其定位精度明显优于不利用阵间相干信息的方法 ;既使相干系数很小 ,也可明显地改善定位精度。

多基阵无源声测定位算法的研究与仿真

对直升机等低空飞行目标的无源声测定位与跟踪是声学监视系统的重要研究内容。对多基阵低空飞行目标的无源声测定位方法进行了研究,并导出了定位算法和定位误差。理论分析和仿真实验表明,利用单基阵的方位和俯仰角进行多基阵融合定位时,无源声测定位系统有较高的定位精度,而且布阵形式对定位精度有一定的影响。该研究成果可直接用于对空中运动目标,如无人机等目标的无源声测定位。

一种多基阵炸点声源定位系统设计

为提高火炮武器的命中精度和攻击效果,提出了一种基于无源声探测的目标定位技术。系统通过传声器阵列采集目标声源发出的声信号,采用多个基阵定向结果对目标进行交汇定位,搭建了基于FPGA+DSP架构的基阵节点,对节点的软硬件进行了详细设计,并利用时延估计和定位算法解算出目标声源的三维坐标,实现对炮弹炸点的精确定位。最后模拟现场环境,设计完成了多次测试实验,验证了方位角估计理论的正确性及试验系统的可行性。实验数据表明,该方法具有较高的估计精度,可获得炸点的具体位置信息,具有一定的实用价值和应用前景。

一种多基阵机动目标被动跟踪算法

由多部声纳基阵获取的方位信息对水中机动目标的跟踪实质上是一个非线性状态估计问题,文中首先依据各基阵的方位信息,采用最小二乘法得到目标位置在各采样时刻的初步估计,然后将其作为测量值用于交互多模型算法(IMM)并结合线性卡尔曼滤波(KF)得到目标运动速度和轨迹,避免了应用非线性估计算法直接进行多个方位数据融合过程中存在的各种问题。仿真结果表明这一算法简便,与双基阵纯方位机动目标被动跟踪相比具有较快的收敛速度和较高的跟踪精度。

多基阵纯方位非机动目标跟踪可观测性研究

可观测性分析是跟踪系统进行目标跟踪的前提和基础,只有满足可观测条件才能对系统进行正确求解,从而实现对目标的有效跟踪。针对多(三部或以上)基阵纯方位非机动目标跟踪系统的非线性特点,将观测方程伪线性化后,应用线性系统可观测性判定定理对系统的可观测性进行系统分析,并得到该系统的可观测性判定条件,仿真验证了所得结论的正确性。

一种基于概率密度的多基阵声测被动定位算法

研究了基于概率密度分析的多基阵声测被动定位方法,并对定位算法和误差进行了理论分析和数值仿真。该方法将单基阵估计的目标方位看成是满足一定概率分布的一种可能的目标位置测量子集,根据每个单基阵得到的目标位置概率,计算目标位置在整个空间的概率密度分布,将概率密度最大点作为目标位置。研究结果表明,该声测被动定位方法的定位精度明显优于几何交叉定位法,具有重要的实用价值,它不仅可直接用于空中运动目标的探测和定位,而且也适用于地面运动目标的探测与定位。

多基阵分布式估计融合新方法

针对水下多基阵分布式估计融合问题,为了解决常规方法中存在的获取完全水下信道特性难度大、算法实现复杂度高以及占用大量通信资源的缺点,在分布式等判决门限估计融合方法的基础上,建立了水下多基阵分布式估计融合模型,提出了多基阵分布式不等门限估计融合方法。理论分析和仿真试验表明:新方法在目标参数估计精度以及抗噪等方面优于等门限估计融合方法;在基阵数目较大时,其估计性能与似然估计方法相当。这种方法考虑了水声信道通信带宽的限制,满足了实际分布式估计融合系统对于计算量小、复杂度低以及实时性强的要求,能够应用于水下目标探测领域。

基于多基阵信息融合的目标定位仿真实验

为了有效提高被动自导作用距离和目标参数的估计精度,针对水下航行器的多个基阵,采用信息融合方法,从波形级融合和波束级融合2个方面,对多个基阵的目标被动定位方法进行仿真实验研究,并给出了各种融合方法的统计性能分析。仿真结果表明,多个基阵的信息融合可有效提高目标的定位精度,使低信噪比时的检测能力提高1～3 dB,从而提高被动自导的有效作用距离。

多基阵的目标运动分析:性能分析

本文研究了由多平台(或基阵)提供用量测估计源轨迹的性能分析。在许多实际情况中,接收机(例如船的拖曳线列阵)机动能力受到限制,主要地观察器运动假定是匀速直线。虽然这些假设十分受限制,但从实用与战术的考虑,在重要性上也完全说明是有道理的。由此引出研究多(平台)目标运动分析(记为MTMA),并分析这些轨迹估计方法的性能。

分布式基阵联合定位算法仿真分析

在诸多水中目标定位的方法中,相对于纯方位目标定位与跟踪算法计算量大、实时性差、定位和估计精度不高的不足,多基阵联合定位系统具有较强的抗干扰能力和生存能力。基于此,文中提出了一种适用于水声网络的分布式基阵联合定位方法,分别给出了Jacobi迭代法、三角重心法和最小二乘法等算法的仿真计算模型,比较分析了3种不同定位方法在不同基阵数和分布态势下的定位仿真性能。仿真结果表明,基于三基阵的Jacobi迭代法定位精度和收敛性要优于其他2种算法。最后,根据应用情况提出了适合分布式基阵联合定位的阵型、基阵数以及阵间距等参数,以期提高对目标的定位性能和网络生存能力,为多基阵目标定位的工程应用提供参考。

多基阵联合的无源纯方位目标运动分析研究

研究基于两声呐基阵的方位数据融合的目标运动分析方法，给出了伪线性处理、扩展卡尔曼滤波、最大似然估计等算法的模型，进行了仿真实验，比较和分析了仿真结果。计算结果表明，所给出的多基阵联合的无源纯方位目标运动分析方法，不仅克服了单基阵纯方位目标运动分析需要本舰机动的限制，而且提高了参数估计算法的稳定性和全局性。

基于多声纳基阵FDOA的联合定位技术及精度分析

主要对基于单平台多声纳基阵多普勒频率差的联合定位技术和精度进行了分析和推导,给出系统具体的定位公式和误差计算公式,并对系统的模型误差进行了分析。最后通过仿真,分析不同基阵布阵情况下的受控区域内GDOP的分布情况及基线和目标的深度等对GDOP的影响。仿真结果表明,定位误差与目标和基阵的位置、布阵形式等有关,定位误差随基线长度的增加而减小,当基线增大到一定长度时,定位误差最终趋向稳定,达到最小。

炸点定位系统定向精度研究

探讨了几种无源炸点定位的方法,以获取炸点三维空间坐标信息.为了进一步提高定位精度,研究了基于多基阵概率密度的三基阵联合定位方法,使其探测距离达到上千米.该方法的定位方式根据单个基阵所测量的位置信息,计算目标位置在整个空间的概率分布最大点,把它作为目标的位置.就炸点角度、各个基阵的底面半径及立杆高度等因素对方位角和俯仰角误差的影响进行了仿真.仿真结果表明:这种方法定位精度较高,角度误差小于1°,可实现空间区域内的声源综合定位,优于传统的定位方式,构造简单,可用于实际工程中.