基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位

精确无源移动目标定位是隧道、矿井巷道等复杂地下空间人员安全、灾后及时施救的关键技术之一。提出一种基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位方法。鉴于隧道巷道内静物回波信号的多径较多且衰落严重,基于特征值分解的零陷设计思路给出适合低信噪比条件下的最小范数强干扰抑制方法,抑制直达波和静物回波多径干扰信号,检测接收移动目标反射波;同时,为了克服隧道内的纳秒级密集多径和背景噪声,提出基于互高阶谱的RMCHS参数估计算法(Root Min-norm based on Cross High-order Specture,RMCHS),在低信噪比条件下进行高分辨率的TOA/DOA参数估计,从而实现基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位。仿真实验表明,提出的强干扰抑制方法和RMCHS算法在隧道/巷道环境下有很强的鲁棒性,显著优于比较算法,减小了噪声和纳秒级密集多径对算法性能的影响。

隧道高分辨率无源动目标定位研究及其仿真实验

结合我校通信原理、现代通信系统等课程,设计了通信系统综合实验的一个拓展内容——隧道高分辨率无源动目标定位研究及其仿真实验。精确无源动目标定位是隧道、矿井巷道等复杂地下空间人员安全、灾后及时施救的关键技术之一。为了克服隧道内的ns级密集多径和背景噪声,提出一种基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源动目标定位方法。给出最小范数强干扰抑制方法,在低信噪比条件下抑制直达波和静物回波多径干扰;提出RMCHS参数估计算法,在低信噪比条件下进行高分辨率的TOA/DOA参数估计,实现基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源动目标定位。仿真实验表明,提出的强干扰抑制方法和RMCHS算法在隧道/巷道环境下有很强的鲁棒性,显著优于比较算法,减小了噪声和ns级密集多径对算法性能的影响。