ACCURACY ANALYSIS OF PASSIVE LOCATION SYSTEM WITH PHASE DIFFERENCE RATE MEASUREMENT

The conventional mono-station passive location techniques of direction finding are low in speed and accuracy, due to the little information available. In this paper, a novel measurement-rate (derivative) of phase difference from a two-element antenna array (interferometer) is introduced, accuracy of a passive location system with this measurement and directions of arrival (DOA) is analyzed, and the Cramer-Rao bound of location error of this system for 3D location is examined by simulations.

A Doppler Location Method Based on Virtual Path Difference

This paper presents a Doppler passive location method for moving targets with fixed single station using the Doppler frequency shift and time difference information.First,based on the relationship between frequency shift and path difference,the virtual path difference is calculated from the measured value of Doppler frequency shift by means of mean value correction.Then,under the assumption that the target is moving at a constant speed along a straight line,two coaxial virtual double base arrays are constructed by using the moving track of the moving target based on the method of fixed period time difference.On this basis,the moving distance of the moving target can be calculated by using the ratio relationship between the frequency difference and the radial distance between the two adjacent detection points in the middle of the array,and the linear solution of the two double base path difference positioning equations.At this point,the relative coordinate position of the moving target can be obtained by directly using the linear solution of the double base path difference positioning equation again.

Research on Passive Locating Method Using Phase Rate of Change with Variant Posture of the Observer

Technology of passive location has broad prospects in applications. In this paper, the method using the phase rate of change for the single observer passive location is introduced based on existing methods. One can obtain the direction of the target with phase information of two orthogonal interferometers on the observer and the radial distance with the corresponding phase rate of change. Then the target can be located with high speed and precision. A locating approach is given when the flying posture of t...

Measurement for Phase Difference Rate without Phase Ambiguity

Firstly,the direction finding solution at the midpoint of a single base array is given for the purpose of this paper and the several functions relation between phase and frequency is also described.Then,the expression of phase difference rate is described based on the multichannel phase difference measurement.With stripping time difference item correspond to the baseline length from phase difference rate,a function is extracted which signifies the differential characteristics of wavelength integer and phase difference in a unit of length.Simulation calculation found that the variation of differential function of path difference in a unit of length is very regular.The corresponding corrected value can is determine directly by distinguishing the range of differential item of phase difference obtained by actual measurement.Thus,the function expression can be obtained that is equivalence with the quondam differential function of path difference and that is nothing to do with the difference item of wavelength integer.On this basic,several parameters are analyzed by using the method of phase difference measurement without phase ambiguity.The research results in this paper may provide a powerful technical support for engineering practical design related to the phase measuring.

Rate of Phase Difference Change Estimation in Single Airborne Passive Locating System

As an important parameter in the single airborne passive locating system, the rate of phase difference change contains range information of the radio emitter. Taking single carrier sine pulse signals as an example, this article illustrates the principle of passive location through measurement of rates of phase difference change and analyzes the structure of measurement errors. On the basis of the Cramér-Rao lower bound (CRLB), an algorithm associated with time-chips is proposed to determine the rates of pha...

基于相差变化率的GSM-R干扰源直接定位技术

移动通信运营商在铁路沿线部署了公众移动通信网络,采用的数字全球通信系统(Global System of Mobile Communication, GSM)原理和制式与铁路全球移动通信系统(Global System of Mobile Communication for Railways, GSM-R)完全相同,对GSM-R造成了一定干扰。为了对这些干扰源进行定位,提出了一种基于相差变化率的干扰源定位技术。该技术基于二元阵列接收系统,根据阵元与干扰源之间的时空关系,初始以方位角的变化率与干扰源位置建立关系模型,借助微分变形建立了以相差变化率为自变量的干扰源位置求解模型和解算方法。为了避免采集数据中的异常样本对最终的定位结果产生影响,设计了一种基于孤立森林的异常样本过滤算法,利用数据点自身的特征属性构建多维特征空间实现异常数据点的检测和消除。搭建实景环境对铁路沿线无线电数据进行采集并开展数据分析工作,结果表明所提基于孤立森林的异常样本过滤算法能够有效剔除异常数据,提高整体样本的质量。使用相同的已知位置干扰源无线采集数据开展与基于频差变化率的定位方法和基于振幅变化率的定位方法的定位能力对比试验,统计不同方法对于每个干扰源的最小定位误差,结果表明基于频差和振幅变化率定位方法的平均定位误差分别是所提方法的7.18、20.73倍,证明了所提方法的定位精度显著优于基于频差变化率的定位方法和基于振幅变化率的定位方法,具有较高的定位精度。

高动态环境下数据链信号载波频率估计算法

针对高动态环境下Link16数据链信号载波同步问题,设计了一种基于相邻符号相位差与两步式频率估计相结合的多普勒频率估计算法。该算法引入一种导频插入式数据结构,然后在此基础上对接收信号进行取辐角处理,再借助相邻符号位的相位差去除一阶频率偏移量,最后对观测序列求和得到变化率估计值。一阶多普勒频偏估计采用快速傅里叶变换与自相关结合方式来完成。理论分析和仿真结果表明,所提算法在频偏估计算法的基础上消除了多普勒变化率的影响,能实现多普勒变化率的有效估计。与其他算法相比,所提算法进一步增强了数据链系统传输的可靠性与动态环境适应能力,并且在估计精度方面具有优越的性能。

基于运动平台的多普勒频移无源定位算法

无源定位能力是现代电磁频谱战的要素之一,侦察设备实现对雷达辐射源的高精度快速定位,是保障作战致胜的重要环节。基于运动平台的无源侦察设备,提出了一种多普勒频移算法,深入研究了相对运动时信号多普勒频率与目标位置的变化特性,对雷达目标进行定位。该算法兼顾了定位时效性与雷达扫描周期等因素,能够提高截获数据利用率,提升对目标雷达的定位精度。

一种双阵元干涉仪相位差变化率提取方法

针对传统相位差变化率提取方法提取误差较大的问题,提出一种采用周期间预测解模糊的方式,利用周期间的信息计算提取相位差变化率,并对提取算法进行仿真验证,仿真结果证明了其有效性和稳定性。

基于相位差变化率方法的单站无源定位技术

无源定位技术有着广阔的应用前景 ,文中在现有单站无源定位方法的基础上 ,介绍了相位差变化率定位法。该方法利用观测平台上两个相互正交的相位干涉仪接收目标辐射电磁波的相位差获取目标的方向信息 ,利用对应的相位差变化率获取目标的径向距离信息 ,从而实现对目标的实时高精度交叉定位。还给出了观测平台水平直线匀速飞行且无飞行姿态变化条件下的定位表达式。仿真结果表明 。

固定飞行姿态角下的相位差变化率无源定位方法研究

该文在现有单站无源定位方法的基础上,介绍了相位差变化率定位法。该方法利用观测平台上两个相互正交的相位干涉仪接收目标辐射电磁波的相位差获取目标的方向信息,利用对应的相位差变化率获取目标的径向距离信息,从而实现对目标的实时高精度定位,文中给出了观测平台飞行姿态角固定情况下的定位表达式并进行了定位精度分析。仿真结果表明,该方法是一种发展前途较好的单站无源定位方法。

变化姿态角下相位差变化率无源定位方法研究

无源定位技术有着广阔的应用前景,本文在现有单站无源定位方法的基础上,介绍了相位差变化率定位法.该方法利用观测平台上两个相互正交的相位干涉仪接收目标辐射电磁波的相位差及对应的变化率信息实现对目标的实时高精度定位.在空中观测平台的飞行姿态发生变化的情况下,可以通过姿态变化条件下的测量数据确定出目标在姿态变化后所对应的新载机坐标系中的位置,利用该坐标系与原平飞姿态下的参考载机坐标系之间的旋转矩阵即可得出目标在原平飞姿态下的参考载机坐标系中的位置,从而可得出目标在指定地面固定坐标系中的位置.文中给出了观测平台飞行姿态角变化情况下的定位表达式.仿真结果表明,该方法是一种发展前途较好的单站无源定位方法.

基于参差距离的相位差变化值的解模糊方法研究

利用相位差及其变化率对辐射源进行定位是新近提出的一种快速单基无源定位方法。本文分析了利用相位干涉议得到的相位差变化值的相位模糊特点,提出了一种利用相位干涉仪的接收天线之间的参差距离对相位差变化值进行解模糊的方法,讨论了正确解模糊的条件和范围,并给出了仿真结果。

基于相位差变化率测量的单站定位方法

利用观测平台相对目标辐射源的运动信息,在测角基础上增加相位差变化率信息可实现对目标被动定位,但该定位方法通过相位差法测角,需要增加设备以解相位模糊。针对上述不足,提出一种三角基线只测相位差变化率的定位方法,该方法通过测量两组相位差变化率解得方位角,避免了解模糊运算。给出了测角误差、定位误差表达式,通过仿真分析了相位差变化率对测角精度、定位精度的影响。

一种雷达脉冲信号相位差变化率测量的新方法

接收信号相位差变化率的高精度估计是基于质点运动学原理单站无源定位与跟踪的一项关键技术。针对雷达脉冲信号,建立了接收信号相位差模型,分析了相位差变化率的特点,提出了一种相位差变化率的数字测量新方法,直接对各阵元接收的信号进行A/D采样,采用数字信号处理的方法估计相位差变化率。通过离散傅里叶变换和复数乘积运算将相位差变化率的测量问题转换为频率测量问题,利用多个脉冲信息提高了参数估计的精度,根据相位的无模糊测量获得相位差变化率加权最小二乘估计。仿真实验表明,该方法具有较低的信噪比门限,在高于信噪比门限时,其估计精度接近Cramer-Rao下限。

利用相位变化率对固定辐射源的无源被动定位

无源被动定位是利用从威胁辐射源接收到的辐射信息，对威胁辐射源进行定位的技术。以往的研究，常常局限于利用方向角（ＤＯＡ）信息。由于定位精度对角度测量误差的敏感性，仅利用ＤＯＡ信息很难得到迅速准确的位置信息。本文提出了一种利用相位变化率信息进行快速定位的定位方法，并给出了相应的算法和仿真结果，以及与传统只测角定位法的比较。

利用相位差变化率的机载无源定位跟踪改进算法

为解决基于空频域信息的机载无源定位中高精度角速度参数难以获取的问题,论文利用相位差变化率对角速度的放大作用,通过2维相位干涉仪布局建立了一种新的无源定位观测模型,实现了对空中运动目标的定位。针对UKF(Unscented Kalman Filter)滤波中误差协方差矩阵负定导致滤波不稳定的问题,引入平方根UKF滤波算法并进行改进,采用简化球形分布的SSUT(Simplex Spherical distribution Unscented Transform)变换进行Sigma点采样,通过减少采样点个数减小了滤波的计算量。仿真表明:在较低的参数测量精度条件下,新观测模型位置和速度跟踪误差降低,采用改进的平方根UKF算法能够在保证稳定跟踪的同时,提高算法效率。

相位差变化率定位法中缺失值精确填补研究

采用目标信号相位差和载频为观测量,利用相位差变化率定位算法对目标进行定位时,由于条件限制和外界干扰,侦察系统会丢失某些观测数据,导致定位精度迅速下降。为此,提出利用最小二乘多项式曲线拟合法填补观测数据的缺失值,再进行定位解算。该方法不仅具有较精确的填补能力,而且不受缺失值分布情况的限制,保证了测量值的完整性和准确性,实现了相位差变化率定位法的快速高精度定位。仿真结果表明,该方法在5s内的相对定位误差为2.14%。

一种利用相位差变化率的机载单站无源定位方法

利用空频域信息的无源定位对角速度测量要求较高,分析相位差变化率模型可知相位差变化率对角速度具有明显的放大作用,将其应用于机载单站无源定位,建立新的无源测距模型并进行误差分析。仿真实验表明:该方法减小了参数测量难度,定位误差主要受相位差变化率和频率变化率影响,并随载机和目标相对速度的增大而减小,与原方法相比具有更好的定位精度。

星载干涉仪无源定位新方法及其误差分析

针对传统单星二维干涉仪测向定位存在的设备量大、易受通道间幅度/相位不一致性影响等缺点,提出了在单颗自旋卫星上只安装两个接收通道构成一维干涉仪,测量相位差变化率的无源定位新方法,采用了基于粒子群优化(PSO)的定位算法,分析了干涉仪转速以及旋转平面对定位性能的影响。结果表明,增大干涉仪转速有利于提高定位精度,为了使星下点周围各个方向上都有较好的定位精度,干涉仪旋转平面应与初始观测时刻卫星位置矢量垂直,PSO算法的定位精度能够接近定位误差的克拉美罗下限(CRLB)。