基于多普勒变化率的机载无源定位研究

针对机载无源定位可观测性弱、收敛速度慢、定位精度差等问题,提出了一种利用角度、角度变化率和多普勒变化率对地面目标进行定位的方法。给出了该方法的定位表达式和多次测量EKF滤波后的结果,并将该方法与只测角方法及角度变化率方法进行了比较。计算机仿真表明,该方法可观测性更强、收敛速度更快、定位精度更高。

相参脉冲序列多普勒变化率的一种快速高精度测量方法

雷达信号中的多普勒变化率信息的估计可以获得运动目标的加速度信息。但由于这一信息非常微弱,且脉冲信号的持续时间很短,多普勒变化率的精确测量也十分困难。本文利用了脉冲载频之间的相参特性,等效地延拓了信号的有效观测时间,推导出一种快速而精确的算法。数值仿真证明了使用该方法可以精确快速地估计信号中的多普勒变化率。

利用角度和多普勒变化率的有限阶运动目标可观测性分析

针对利用角度和多普勒变化率观测量进行单站无源定位的可观测问题,通过建立可观测分析的等价准则,分析并给出了三维有限阶运动目标在利用角度和多普勒变化率观测量时目标状态可观测的充要条件。推导过程不需要分析非线性系统可观测矩阵或求解非线性微分方程;对于不同阶数的运动也不需要分别进行分析。最后通过仿真验证了分析的结果。

基于多普勒变化率的单星无源定位

针对单星测向定位中干涉仪设备复杂、卫星姿态测量要求高等不足,提出了一种基于多普勒变化率的单星无源定位方法。在分析定位原理的基础上介绍了一种网格搜索定位计算方法,并对定位中出现的模糊问题提出了三种解决方案。通过理论分析,研究了定位误差与测量精度的关系。仿真结果表明基于频率变化率的单星定位方法可得到较高精度的定位结果,GDOP分布表明对星下点两侧对称区域内的目标辐射源可实现定位。

等高程运动假设的单星角度融合多普勒变化率跟踪方法

为实现等高程巡航空中运动辐射源的位置、速度的高精度估计,文章提出了一种在经纬高坐标系下,以目标的经纬度及正北正东方向速度为状态矢量建模,并融合角度和多普勒变化率的单星无源定位容积卡尔曼滤波(CKF)跟踪方法。仿真结果表明,该方法的定位误差及速度估计误差可达克拉美-罗下限(CRLB)。与在地心地固(ECEF)直角坐标系下建模相比,经纬高坐标系下等高程运动建模方式在收敛速度及位置、速度估计精度方面均有明显提升。

机载多普勒变化率的多通道相差检测

基于一维双基阵的相差测向方法,可获得准确度更好的多普勒频移的相差计算式;通过微分并利用机载相差变化率的多通道相差检测法就能给出基于相差测量的多普勒变化率计算式。基于短基线相差测量的多普勒变化率检测方法的最大特点是多普勒变化率可以被实时获取,且理论分析表明,只要基线足够长,就能将检测多普勒变化率的测量误差控制在几Hz之内。

基于相参积累的脉冲序列多普勒变化率估计问题研究

针对多普勒变化率比较小、估计精度低问题，结合脉冲串相参积累方法，提出了一种新的综合算法。首先采用IIN算法（二次迭代）对信号频率进行估计进而构造相参积累序列，然后通过脉冲串相参积累方法构造新的含多普勒变化率信息的线性调频信号序列，最后利用离散多项式变换（DPT）算法对线性调频信号序列进行参数估计，从而得到多普勒变化率估计值。仿真试验表明，在较低的信噪比条件下，本文算法仍然可以达到很高的估计精度．可以满足定位要求，具有很强的实用性。

一种正弦相参脉冲信号多普勒变化率估计算法

研究了正弦相参脉冲信号多普勒变化率的估计问题.利用相参脉冲之间相位相参的特性,提出一种最小二乘估计算法.仿真实验证实了该算法的正确性,精度基本达到Cramer-Rao限,以及对时变多普勒变化率测量的有效性.

相参脉冲信号多普勒变化率测量方法

研究了相参脉冲信号多普勒变化率的估计问题,提出一种基于相位差分的最小二乘算法。仿真实验证实该算法的有效性,尤其对于低信噪比信号有很好的适应性,精度基本达到Cramer Rao限。算法适用于动态多普勒变化率测量,具有一定的应用价值。

多普勒及多普勒变化率对辐射源个体识别性能的影响分析

研究多普勒及多普勒变化率对辐射源个体识别性能的影响,对多普勒及多普勒变化率对个体识别性能的恶化进行了量化分析,分析表明存在多普勒及多普勒变化率的情况下,用于个体识别的信号长度越长受多普勒的影响便越大。推导了多普勒对辐射源个体识别性能影响的表达式,给出了典型星载条件下可用于辐射源个体识别的信号长度,并针对常见调制类型进行了仿真分析。

机载多普勒变化率的相差检测

首先，在现有相差检测机载平台相对角速度的基础上，基于近似相差测向给出了计算机载多普勒变化率的方法。然后，进一步给出了基于精确相差测向的多普勒变化率计算式。和基于数字接收机信号处理的获取方法不同，基于短基线相差测量的多普勒变化率检测方法的最大特点是多普勒变化率可以被实时获取，且理论分析表明，只要基线足够长，就能将检测多普勒变化率的测量误差控制在几赫兹之内。

基于多普勒变化率的星载无源跟踪方法

针对星载平台对高速运动目标的无源跟踪定位,提出一种利用多普勒变化率信息对目标运动状态进行估计的方法。在分析多普勒变化率与目标运动参数关系的基础上,介绍了基于测向的解模糊方法,以及基于无迹卡尔曼滤波的数据处理方法。通过仿真研究了不同位置、不同运动状态目标多普勒变化率的特征,并对一种匀速直线运动的目标进行了状态跟踪仿真。仿真结果表明基于本方法可以实现对运动目标三维位置、速度和速度方向的估计。

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。

多星多普勒频率变化率无源定位方法

针对多星时差频差定位系统时/频同步要求高、多星测向定位系统复杂等问题,提出一种多星多普勒频率变化率的无源定位体制,每颗卫星仅需单个接收天线和通道,且多星之间无需高精度时/频同步。针对定位观测量与辐射源位置的高度非线性,提出一种基于多普勒频率的多假设非线性最小二乘(MH-NLS)无源定位算法。理论推导了定位估计的克拉美-罗下限(CRLB),基于定位误差的几何分布(GDOP)分析了多星构型对定位误差的影响。计算机仿真分析表明,基于多普勒频率变化率的MH-NLS算法得到的定位误差能够达到CRLB。

基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4～6dB。

基于小波变换的多普勒频率变化率高精度估计方法

在单站无源定位与跟踪系统中,获取多普勒频率变化率信息对运动目标的状态估计和定位具有非常重要的意义.多普勒频率变化率非常微弱,很难精确测量.小波变换是一种时频局域化的分析方法,具有较低的信噪比门限.本文提出了基于小波变换的多普勒频率变化率估计方法,计算机仿真研究表明本文提出的方法具有较低的信噪比门限,并且可以快速精确地实现参数估计.

一种BPSK相参脉冲信号多普勒频率变化率测量方法

BPSK信号广泛应用于新体制雷达中,测量BPSK信号中包含的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪的关键技术。通过对BPSK信号平方消除了相位调制对参数估计的影响,并利用离散傅立叶变换进行脉冲间相参积累,算法具有计算量小、多普勒频率变化率估计精度高的优点。计算机仿真结果表明参数估计的精度能达到单站无源定位与跟踪系统的精度要求。

一种脉冲群间多普勒频率变化率的估计算法

提出了一种脉冲群间多普勒频率变化率估计算法,该算法利用离散傅里叶变换进行脉冲间相参积累,获得脉冲群的相对模糊频率,通过脉冲群间相对模糊频率差分获得多普勒频率变化率。算法具有计算量小、多普勒频率变化率估计精度高的优点。计算机仿真结果证明了算法的有效性。

相参脉冲串多普勒频率变化率估计算法

给出了一种新的利用相参脉冲串进行多普勒频率变化率估计的算法,选取准最佳算法估计频率,减小了频率估计误差。对各脉冲进行脉内相关积累,将相参脉冲串变换成一个新的线性调频信号序列。该序列的样本点数是脉冲个数、采样间隔是脉冲重复周期、调频斜率是多普勒频率变化率、信噪比提高为输入信噪比的N倍(N是脉内采样点数)。因此,可以在较低的信噪比条件下精确估计多普勒频率变化率。仿真结果表明,该算法能在比现有算法更低的信噪比条件下精确估计多普勒频率变化率,其性能接近相参脉冲串多普勒频率变化率估计的克拉美-罗限。

脉冲群间多普勒频率变化率的高精度测量算法

提出了一种脉冲群间多普勒频率变化率的高精度测量算法,该算法利用脉冲群内相邻脉冲对间的互相关函数估计脉冲群模糊频率,在连续脉冲群间选择任一相同模糊频率进行解模糊得到各脉冲群相对频率,由于这些相对频率包含相同的模糊,从而可以利用差分或滤波算法得到脉冲群间多普勒频率变化率。该算法具有相对频率估计精度高、解模糊过程简单、运算量小、多普勒频率变化率测量精度高等优点。计算机仿真和地面缩比试验均证明了该测量算法的有效性。