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海面目标光电单站无源定位与误差分析
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作者 檀立刚 程旗 +2 位作者 魏美亭 李捷 骆明伟 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期673-684,共12页
为实现光电侦察设备对海面舰船目标单站无源定位,提出了对海面目标的高精度近实时光电单站无源定位方法。建立了单站无源定位方程,分析了目标定位误差,探讨了影响定位误差因素,给出了单站无源定位的应用建议。仿真结果表明:在17.899 km... 为实现光电侦察设备对海面舰船目标单站无源定位,提出了对海面目标的高精度近实时光电单站无源定位方法。建立了单站无源定位方程,分析了目标定位误差,探讨了影响定位误差因素,给出了单站无源定位的应用建议。仿真结果表明:在17.899 km距离处单站无源定位的定位误差约为1.672%R,单次定位时间约20 ms;位置、纬度、经度和高度误差分别服从N(299.31 m,197.39 m)、N(4.944×10^(-5°),2.665×10^(-3°))、N(4.038×10^(-5°),1.899×10^(-3°))、N(-0.485 m,14.165 m)的正态分布;俯仰角、方位角和目标高度的误差对定位精度影响较大,俯仰角在[-120°,-15°]范围内定位结果可靠,目标高度误差在[-200 m,200 m]范围内,定位误差小于800 m,实现了对海面目标的高精度近实时单站无源定位。提出的方法适用于具备高度参考面估计的海面、地面和空中目标的单站无源定位。 展开更多
关键词 光电侦察设备 海面目标 单站无源定位 误差
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基于角速度信息先验的固定无源单站直接定位方法
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作者 陈梁栋 黄知涛 +1 位作者 王翔 吴癸周 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2190-2200,共11页
针对传统两步定位法在固定无源单站定位精度不高的问题,提出一种基于角速度先验的固定无源单站直接定位方法 .首先,给出定位场景及辐射源运动模型,根据雷达辐射源脉内、脉间以及空间采样特点,按照快时间、慢时间、快拍构建三维观测信号... 针对传统两步定位法在固定无源单站定位精度不高的问题,提出一种基于角速度先验的固定无源单站直接定位方法 .首先,给出定位场景及辐射源运动模型,根据雷达辐射源脉内、脉间以及空间采样特点,按照快时间、慢时间、快拍构建三维观测信号模型.将快时间变换至频域并提取一组最强信号,利用本文提出的空时对称自相关函数(Space Time Symmetric Autocorrelation Function,STSAF),消除影响定位精度的多余相位项;然后,将经上述处理的2次观测信号进行混频,构建定位模型并给出直接定位代价函数;同时,针对性提出一种基于位置选择的MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)算法,根据慢时间域包含的距离信息及空间域包含的方位信息,对辐射源横、纵坐标进行搜索,实现对辐射源的直接定位.本文对算法计算复杂度和克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)进行了理论推导,分析了影响定位精度的因素,对比所提直接定位方法与传统两步定位法的均方根误差,绘制本文方法的GDOP(Geometric Dilution Of Precision)曲线. 展开更多
关键词 固定无源单站 直接定位 STSAF函数 位置选择MUSIC算法
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基于改进鲸鱼优化的地面短基线单站无源定位方法
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作者 蒙淑娇 晋良念 《无线电工程》 2024年第7期1739-1748,共10页
针对粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法在解决常规地面单站无源定位系统性能受天线布阵形式约束影响时因局部收敛而导致定位精度低的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)... 针对粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法在解决常规地面单站无源定位系统性能受天线布阵形式约束影响时因局部收敛而导致定位精度低的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)的地面短基线单站无源定位法。利用阵元接收到的相位差信息构建代价函数,通过引入测向信息有效缩小算法的搜索范围,对算法的概率因子和收敛因子进行修正,提升算法计算速率,同时对算法的随机搜索方程进行改进并引入重启机制和局部精细搜索方式,在提升算法搜索能力的同时避免算法陷入局部最优。定位仿真结果表明,该算法在性能稳定性上优于PSO,相比于常规地面单站无源定位方法在定位精度上有了明显提升。 展开更多
关键词 无源定位 固定单站定位 鲸鱼优化 重启机制 局部精细搜索
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A Doppler Location Method Based on Virtual Path Difference
4
作者 Yu Tao 《Journal of Electronic & Information Systems》 2023年第1期20-25,共6页
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 sh... 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. 展开更多
关键词 fixed single station passive location Doppler frequency Doppler frequency change rate Frequency shift-path difference equation Virtual path difference
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改进扩展卡尔曼滤波算法的目标跟踪算法 被引量:17
5
作者 杨鹏生 吴晓军 张玉梅 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第5期71-74,118,共5页
为了获得更加理想的运动目标跟踪效果,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法。构建时间差和信号到达方向的观测方程,利用几何和代数关系化简得到伪线性模型,通过改进卡尔曼滤波算法对目标运动轨迹进行跟踪,采用仿真实验对算... 为了获得更加理想的运动目标跟踪效果,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法。构建时间差和信号到达方向的观测方程,利用几何和代数关系化简得到伪线性模型,通过改进卡尔曼滤波算法对目标运动轨迹进行跟踪,采用仿真实验对算法性能进行测试。结果表明,相对于传统扩展卡尔曼滤波算法,在相同条件下,该算法不仅提高了目标跟踪精度,而且使目标跟踪结果更加稳定。 展开更多
关键词 单站无源定位 扩展卡尔曼滤波 目标跟踪 方位角变化率
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修正的EKPF算法在固定单站被动目标跟踪中的应用 被引量:3
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作者 申正义 闫抒升 +1 位作者 王晓军 王晴晴 《现代防御技术》 北大核心 2015年第2期116-121,153,共7页
基于以角度、角度变化率、多普勒频率变化率信息为观测量的固定单站被动目标跟踪系统,引入扩展卡尔曼粒子滤波(EKPF)算法对定位结果进行滤波处理。理论分析和仿真实验证明了其滤波性能在该系统中的优越性。针对EKPF算法运算量大、实时... 基于以角度、角度变化率、多普勒频率变化率信息为观测量的固定单站被动目标跟踪系统,引入扩展卡尔曼粒子滤波(EKPF)算法对定位结果进行滤波处理。理论分析和仿真实验证明了其滤波性能在该系统中的优越性。针对EKPF算法运算量大、实时性差的问题,通过对部分粒子进行间隔EKF采样,将EKPF算法进行修正。修正的EKPF算法既有效降低了运算量,又增加了粒子的多样性,使粒子集更加逼近真实的后验概率密度函数。计算机仿真表明,与传统的EKPF算法相比,修正算法在保证滤波性能基本不变的前提下,算法实时性得到了有效提高。 展开更多
关键词 粒子滤波 扩展卡尔曼滤波 固定单站被动目标跟踪 间隔采样
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基于方位测量和速度估计的目标定位跟踪 被引量:3
7
作者 田明辉 马敏 张文祎 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第1期69-73,共5页
针对固定单站平台,提出一种基于方位测量和速度估计的固定单站对运动目标定位及跟踪的模型算法。该模型算法利用多次的方位测量和对目标速度的估计来解算运动目标的位置航迹,再利用交互多模型滤波技术对目标航迹进行滤波跟踪和预测。仿... 针对固定单站平台,提出一种基于方位测量和速度估计的固定单站对运动目标定位及跟踪的模型算法。该模型算法利用多次的方位测量和对目标速度的估计来解算运动目标的位置航迹,再利用交互多模型滤波技术对目标航迹进行滤波跟踪和预测。仿真实验中利用卫星工具包(STK)建模工具构建了典型场景,并分析了目标航迹的定位精确度及跟踪效果,对于位置固定的电子侦察系统和无源探测系统具有较为广泛的工程应用价值。 展开更多
关键词 方位测量 速度估计 运动目标 固定单站
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利用多照射源的单站多目标无源定位 被引量:1
8
作者 吴江 胡捍英 吴瑛 《电讯技术》 2008年第8期25-29,共5页
提出一种针对多目标的单站无源定位算法,综合利用多个外部照射信号,基于对信号多径时延的测量,在目标位置空间进行概率融合,将多目标定位问题转化为对一个目标函数的多峰寻优问题。该算法通过空间关联性实现参数自动配对,能依据单次观... 提出一种针对多目标的单站无源定位算法,综合利用多个外部照射信号,基于对信号多径时延的测量,在目标位置空间进行概率融合,将多目标定位问题转化为对一个目标函数的多峰寻优问题。该算法通过空间关联性实现参数自动配对,能依据单次观测数据对较大数量的散射体目标同时定位。 展开更多
关键词 单站无源定位 外部照射源 多目标 概率融合
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DDFRC固定单站无源定位模型的改进研究 被引量:3
9
作者 申正义 王晴晴 +1 位作者 李广强 许城 《舰船电子对抗》 2014年第1期20-23,共4页
固定单站无源定位系统本身不向外辐射电磁波,具有受环境影响小、电磁隐蔽性好、作用距离远等优点,在电子对抗和侦察领域发挥着举足轻重的作用。从质点运动学原理出发,针对传统的DDFRC定位模型无法直接解算目标速度的问题,通过增加多普... 固定单站无源定位系统本身不向外辐射电磁波,具有受环境影响小、电磁隐蔽性好、作用距离远等优点,在电子对抗和侦察领域发挥着举足轻重的作用。从质点运动学原理出发,针对传统的DDFRC定位模型无法直接解算目标速度的问题,通过增加多普勒频率观测量,提出了一种改进的固定单站无源定位模型。通过目标距离和速度误差的克拉美-罗下限(CRLB)仿真表明,改进模型对目标斜距定位精度提高不明显,对目标速度估计精度的提高非常显著。 展开更多
关键词 固定单站无源定位 定位模型 克拉美 罗下限 目标速度
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单站被动目标观测角优化模型的建立与仿真研究 被引量:1
10
作者 袁俊华 年福耿 +2 位作者 宋岑 余升 刘李楠 《机电工程技术》 2015年第7期96-99,182,共5页
针对单站定位理论模型对方位角的测量精度要求较高,现有测量技术很难达到,提出从改进观测角误差着手,建立目标观测角函数优化模型。利用函数拟合和卡尔曼滤波算法对观测值进行预处理,有效的减小观测系统误差对定位的影响。仿真结果表明... 针对单站定位理论模型对方位角的测量精度要求较高,现有测量技术很难达到,提出从改进观测角误差着手,建立目标观测角函数优化模型。利用函数拟合和卡尔曼滤波算法对观测值进行预处理,有效的减小观测系统误差对定位的影响。仿真结果表明该模型具有较好的收敛性,在方位估算精度为0.5°时,被动定位能与主动方式媲美。该结果对水下运动目标被动定位的研究具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 单站被动目标定位 观测角优化 函数拟合 卡尔曼滤波
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基于等距测量对匀速直线目标航向的纯方位估计 被引量:2
11
作者 郁涛 《现代导航》 2014年第6期446-449,共4页
在二维平面上,对于匀速直线运动目标,如假定静止单站能够在目标移动路径上等间距的连续三次获取目标的方位信息,则即能由目标的移动轨迹线方程和测站与目标间的方位线方程,导出目标航向角的解析表示式。模拟计算验证了公式的正确性,而... 在二维平面上,对于匀速直线运动目标,如假定静止单站能够在目标移动路径上等间距的连续三次获取目标的方位信息,则即能由目标的移动轨迹线方程和测站与目标间的方位线方程,导出目标航向角的解析表示式。模拟计算验证了公式的正确性,而误差分析则再次证实,仅基于纯方位测量所获得的解的精度是较低的。 展开更多
关键词 航向角 固定单站 测向 运动辐射源 无源定位
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改进EKF算法在固定单站被动目标跟踪中的应用
12
作者 王晴晴 鲁汉榕 +1 位作者 郭锐 张斌 《空军预警学院学报》 2013年第5期359-362,共4页
针对传统EKF算法线性化误差较大的问题,基于固定单站被动目标跟踪模型,研究了非线性函数线性化展开点及雅可比矩阵取值点对线性化逼近误差的影响,然后对传统EKF算法的线性化展开方式进行优化,提出一种基于中值定理的后向平滑BS-EKF算法... 针对传统EKF算法线性化误差较大的问题,基于固定单站被动目标跟踪模型,研究了非线性函数线性化展开点及雅可比矩阵取值点对线性化逼近误差的影响,然后对传统EKF算法的线性化展开方式进行优化,提出一种基于中值定理的后向平滑BS-EKF算法.仿真结果表明,与传统EKF相比,该算法在时间复杂度上略有增加,但稳定性、滤波精度和收敛速度有所提高,适用于对定位精度要求较高的情况. 展开更多
关键词 中值定理 后向平滑 扩展卡尔曼滤波 固定单站被动目标跟踪
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一种改进固定单站无源定位模型性能分析 被引量:4
13
作者 孙鹏 熊伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第6期82-86,共5页
针对固定单站无源定位中的DPFRC算法无法对目标辐射源速度进行直接解算的问题,将多普勒频率引入观测量之中,提出一种改进的固定单站无源定位模型,并通过卡尔曼滤波对定位结果进行平滑处理。将改进模型与原有模型及另外一种可对速度进行... 针对固定单站无源定位中的DPFRC算法无法对目标辐射源速度进行直接解算的问题,将多普勒频率引入观测量之中,提出一种改进的固定单站无源定位模型,并通过卡尔曼滤波对定位结果进行平滑处理。将改进模型与原有模型及另外一种可对速度进行直接解算的DDFRC模型进行了仿真比较,对不同距离、不同采样间隔和不同观测精度下3种模型的性能进行了仿真分析。仿真结果表明,相比于另外两种定位模型,改进模型具有更为广泛的应用环境和更好的鲁棒性。 展开更多
关键词 固定单站无源定位 改进模型 速度解算
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伯努利滤波在单站无源跟踪中的应用 被引量:2
14
作者 周雪芹 廖力 高峰 《电讯技术》 北大核心 2019年第4期419-425,共7页
外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强等优点,但其中高频频段信号普遍存在距离分辨率较差的问题。通过建立仅利用目标多普勒信息的测量模型,将基于随机有限集的伯努利滤波算法应用于以多个视距外短波广播发射站、单... 外辐射源雷达系统具有隐蔽性好、反隐身能力及抗干扰能力强等优点,但其中高频频段信号普遍存在距离分辨率较差的问题。通过建立仅利用目标多普勒信息的测量模型,将基于随机有限集的伯努利滤波算法应用于以多个视距外短波广播发射站、单个近距离接收站为背景的单站无源雷达系统中,同时克服了传统跟踪方法中复杂的数据关联,进而提高了跟踪效果。仿真结果表明,该方法能在大量虚警下仅利用多普勒信息实现对运动目标的有效跟踪和定位。 展开更多
关键词 单站无源跟踪 目标跟踪 伯努利滤波 多普勒频率
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距离信息对DDFRC算法定位误差的影响与分析
15
作者 刘镝 孙鹏 马磊 《海军航空工程学院学报》 2015年第4期326-330,共5页
在固定单站无源定位算法中,基于角度(Direct of Arrival)、角度变化率(Direct of Arrival Rate-of-Change)、多普勒频率(Doppler Frequency)和多普勒频率变化率(Doppler Frequency Rate-of-Change)4个观测信息实现定位(即DDFRC定位)算... 在固定单站无源定位算法中,基于角度(Direct of Arrival)、角度变化率(Direct of Arrival Rate-of-Change)、多普勒频率(Doppler Frequency)和多普勒频率变化率(Doppler Frequency Rate-of-Change)4个观测信息实现定位(即DDFRC定位)算法仅通过单次观测即可实现对目标辐射源的定位。文中通过转移观测的卡尔曼滤波对定位结果进行平滑,较原有算法拥有更好的跟踪效果。同时,对定位误差进行了定量分析,并将距离信息引入算法的仿真分析之中,详细讨论了各个观测量误差在不同距离时对算法定位性能的影响,根据仿真结果,结合定位误差的定量分析对算法性能做出评价。通过仿真分析,得到了定位算法对不同距离下各参数的精度要求,从而为在实际系统中使用该定位算法提供了参考。 展开更多
关键词 固定单站无源定位 测距误差 定位算法
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小样本球面地面条件下的三维无源定位算法
16
作者 姬利海 尹俊平 江松 《数学建模及其应用》 2014年第4期8-15,共8页
主要考虑移动目标的小样本定位概率方法。给定侦查机的经纬度和飞行高度随时间的变化序列、到达角信息(到达方向角/到达俯仰角)的条件下,利用雷达通信过程空间球面地面几何关系和等概率曲线理论,研究无源定位侦查目标的经纬度和高度随... 主要考虑移动目标的小样本定位概率方法。给定侦查机的经纬度和飞行高度随时间的变化序列、到达角信息(到达方向角/到达俯仰角)的条件下,利用雷达通信过程空间球面地面几何关系和等概率曲线理论,研究无源定位侦查目标的经纬度和高度随时间变化的关系,同时给出了算法定位误差的计算方法。由于传统平坦地面无源定位算法没有考虑地球表面的曲率,本文给出的无源定位算法充分考虑了地面曲率对定位精度的影响。理论证明,传统的无源定位算法是本文算法的一阶近似。仿真实验验证了所提算法的正确性和有效性,同时表明本文算法比传统定位算法精度高。 展开更多
关键词 小样本 单侦查站 三维无源定位 球面地面 移动目标侦查
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固定单站对移动目标航向角的一种测算方法
17
作者 郁涛 《航天电子对抗》 2011年第6期49-50,61,共3页
假设移动目标匀速直线运动,利用径向距离的程差与目标飞行距离之间的近似关系,由时差方程即能证明被测目标相邻飞行距离之比是与观测站相邻时差之比相等的。利用这一附加关系,就能在时差与方位测量的基础上,直接由几何关系解出在相邻飞... 假设移动目标匀速直线运动,利用径向距离的程差与目标飞行距离之间的近似关系,由时差方程即能证明被测目标相邻飞行距离之比是与观测站相邻时差之比相等的。利用这一附加关系,就能在时差与方位测量的基础上,直接由几何关系解出在相邻飞行距离不等情况下的目标航向角。从工程实际出发,所给出的结果为完整解决相邻目标飞行距离不等时的固定单站无源定位问题提供了有效的技术支持。 展开更多
关键词 航向角 固定单站 无源定位
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对慢速运动目标的单站无源定位技术
18
作者 陈嘟 刘刚 夏雄 《舰船电子对抗》 2020年第2期21-25,共5页
单站无源定位技术具有广阔应用前景。论述了2种对慢速运动目标的单站无源定位技术,一种是基于相位变化率的方法,需要侦察平台做一定的机动运动,另一种是相位变化率和多普勒频率变化率相结合的方法,侦察平台不需要做额外机动,但增加了对... 单站无源定位技术具有广阔应用前景。论述了2种对慢速运动目标的单站无源定位技术,一种是基于相位变化率的方法,需要侦察平台做一定的机动运动,另一种是相位变化率和多普勒频率变化率相结合的方法,侦察平台不需要做额外机动,但增加了对目标信号测量信息的维度。2种方法各有特点,均可在工程中得到应用。 展开更多
关键词 慢速运动目标 单站 无源定位 相位变化率 多普勒频率变化率
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