宽带无源时差尺度差联合估计算法研究

针对宽带无源定位系统中运算复杂度与估计精度之间的矛盾,提出一种频域尺度相关粗测与非线性最小二乘精测相结合的时差频差联合估计算法。该算法采用经过频域重采样改进的频域相关算法,可以在极低运算量的情况下获得时差频差的估计初值,进一步采用平均方差函数替代宽带互模糊函数,从而通过非线性最小二乘算法迭代获得时差频差的精确值。仿真结果验证了提出的算法具有估计精度高、运算复杂度低的特点。

基于尺度变换的宽带线性调频信号时差/尺度差估计算法

提出了一种基于尺度变换的宽带线性调频信号时差和尺度差的快速算法.根据两路接收到的线性调频信号间调频率之比为尺度差的平方的特点,利用分数阶傅里叶变换分别估计出两路信号的调频率,即可获得尺度差的估计.将估计的尺度差对一路信号进行伸缩,并计算伸缩后信号与另一接收信号的时域相关,根据相关峰的位置估计出时差.相比于传统基于宽带互模糊函数的方法,该方法避免了二维搜索宽带互模糊函数的峰值,只需若干次快速傅里叶变换即可实现,能够显著降低运算量.仿真结果显示该方法在高信噪比下逐渐接近克拉美-罗下界.

基于高阶小波累量的时间延迟和多普勒伸缩联合估计

基于小波的宽带互模糊函数可用来对宽带信号的时间延迟和多普勒伸缩进行联合估计 ,但它不能抑制相关高斯噪声 .本文结合小波和高阶累积量 ,给出一种四阶小波累量的定义 ,并在此基础上提出一种基于高阶小波累量的宽带互模糊函数算法 ,该算法能克服传统算法的不足 ,可用于相关性未知的高斯噪声环境 .仿真结果表明了该方法的有效性 .

基于分数阶傅里叶四阶中心矩的尺度差/时差估计

针对大瞬时宽带线性调频信号的时差/尺度差在低信噪比下估计精度下降和算法运算量大的问题。本文利用时频轴旋转、魏格纳分布和模糊函数的关系推导出分数阶傅里叶四阶中心矩和尺度差的关系式,通过寻找两路信号的分数阶傅里叶四阶中心矩在角度域的位置,即可获得尺度差的估计值。将估计的尺度差对一路信号进行伸缩,并计算伸缩后信号与另一接收信号的时域相关,根据相关峰的位置估计出时差,并对本文算法抗噪性进行定性推导。仿真结果表明,相比于分数阶傅里叶尺度变换时差/尺度差估计算法,本文算法提高了在低信噪比下时差/尺度差估计精度,并对算法抗噪性定量分析得出本文算法抗噪性更好。