固定单站对运动辐射源的无源定位

固定单站对运动辐射源的无源定位是电子战领域的一个新课题。传统方法主要是利用到达方位角(DOA)信息对辐射源进行测向交叉定位,但由于该方法对测角精度的敏感性,仅利用DOA信息会导致定位精度低、算法收敛时间长等不良后果;文章详细分析了三维运动辐射源的特点,建立了一个数学模型,并结合方位角变化率采用基于MGEKF的定位算法,进行单站定位,这种算法提高了对运动辐射源目标的定位精度。     

一种基于角度和时差信息的改进型滤波算法

联合角度（DOA）信息和时差（TDOA）信息对运动目标进行多站无源定位实质上是一种非线性估计问题。文章基于DOA和TDOA信息，提出了二种多站对三维空间目标进行定位跟踪的修正增益扩展卡尔曼滤波（MGEKF）算法，文中分别推导了角度观测方程和时差观测方程的修正增益函数。计算机仿真表明该算法的定位精度和稳健性能均要高于扩展卡尔曼滤波（EKF）算法。     

基于自适应EKF的相对导航算法研究

针对测距测角相对导航中测量噪声不可精确获知往往导致相对定位精度下降的问题,本文研究了基于自适应扩展卡尔曼滤波(EKF)的相对导航算法。利用泰勒级数展开对测量矩阵进行线性化处理,并利用自适应时变噪声估计方法对测量噪声方差阵进行动态估计,状态噪声方差阵通过惯导特性的先验值获得。仿真结果表明,基于自适应EKF的相对导航算法可获得高精度且连续平滑的相对定位信息,尤其在测量噪声发生变化时更是表现出良好的导航参数估计性能。     

一种单机对固定目标的无源定位方法

首先分析了对固定辐射源进行定位的2种模型:利用测角信息对固定辐射源的单站无源定位;利用角度及其变化率信息对固定辐射源的单站无源定位。分别对这2种定位方法进行分析,并通过推广卡尔曼滤波(EKF)算法对上述定位算法进行比较,加入角度变化率不但可以对目标瞬时定位,而且可以实现比只测向定位更高的定位精度。     

基于非视距误差直接估计的定位跟踪算法

在蜂窝无线定位中,由于非视距（non-line-of-sight, NLOS）误差是影响定位精度的主要因素之一,所以如何减轻NLOS误差影响成为当前无线定位研究的热点。本文针对NLOS环境下的定位跟踪问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter ,EKF)的定位跟踪算法。该算法首先在最小二乘准测下推导出估计测量值中NLOS误差的直接计算公式,然后使用约束加权最小二乘（constrained weighted least squares, CWLS）方法计算出每一个测量值中所含的NLOS误差,最后利用NLOS误差估计值去修正EKF滤波,以便适应NLOS环境下的定位跟踪,并获取高的定位精度。这种方式不依赖于特定的NLOS误差分布,也无需视距（line-of-sight, LOS）和非视距识别。数值结果表明该算法相比较于经典EKF算法和基于NLOS迭代的EKF算法可以快速有效地抑制定位误差,并且可以在极为恶劣的NLOS环境下满足FCC的定位要求。另外,复杂性实验表明该算法可适用于实时跟踪。      

基于距离参数化的双机时差递推定位方法

双机仅测时差定位系统具有系统结构简单、定位精度高的特点。对不当的滤波初始化易造成的扩展卡尔曼滤波器（EKF）的滤波发散问题,该文提出了一种基于时差测量的距离参数化（RP）方法。该方法利用时差得到一组滤波初始化值,结合EKF,提出了双机时差测量的距离参数化扩展卡尔曼滤波（RPEKF）递推定位方法。仿真结果表明,该文的定位...     

一种机载单站无源测向定位跟踪算法研究

首先提出了一种采用测量目标到达方向实现运动单站对固定辐射源进行无源定位的算法。算法利用遗传算法（GA）为扩展卡尔曼滤波（EKF）提供稳定可靠的初始状态，克服了EKF算法收敛速度慢、易发散，伪线性滤波（PLF）算法有偏差等缺点，从而获得了更好的定位效果。计算机仿真结果验证了上述方法的有效性。     

慢速目标仅测角无源定位算法研究

为解决反辐射导弹对慢速运动目标定位精度的难点问题,建立了慢速目标的定位模型,推导了静止目标定位误差的克拉美罗下限(CRLB)。将仅测角条件下无机动单站对运动辐射源的不可观测问题转化为模型误差问题,从而实现对慢速目标仅测角无源定位。针对传统扩展卡尔曼滤波(EKF)算法定位精度低,过于依赖初始化条件的缺点,提出了基于距离-角度划分的网格搜索法(RA-GBF)。该方法在降低传统的GBF方法的计算量同时,定位性能优于EKF算法。仿真实验证明了方法的有效性。     

基于外辐射源的机动目标单站无源定位IMM算法

探讨一种基于外辐射源的信号到达时间差（TDOA）和信号到达方向（DOA）信息，利用固定单站对机动目标进行无源定位与跟踪的新方法。在建立目标机动模型与量测方程的基础上，运用交互式多模型（IMM）算法，实现对机动目标进行定位与跟踪。通过计算机仿真，验证了该方法的正确性与有效性。     

NLOS环境下基于TOA/AOA的单基站目标跟踪

现有的单基站定位技术由于非视距（Non-Line-of-Sight,NLOS）误差的存在,导致定位性能急剧下降。针对这一问题,提出了一种基于单基站的改进扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）算法。该算法在扩展卡尔曼滤波器中引入阈值去判断是否丢弃测量值,通过对卡尔曼增益的处理来提高对NLOS误差的滤除能力,最后利用扩展卡尔曼滤波器的跟踪性能对移动目标进行定位跟踪。仿真结果表明,所提算法的定位精度优于传统的EKF、无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman Filter,UKF）等算法,且对抑制NLOS误差具有良好的效果。     

一种全空域无源定位的传声器阵列

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列,但其在复杂环境中的定位精度不高。为满足全空域定位需求,提出了一种可对声源进行全空域无源定位的立体六元阵列,给出了定位算法和误差公式,并结合图象分析了时延估计误差对主要参量估计精度的影响以及估计参量误差随方位和俯仰的变化关系。该阵型减少了影响定位精度因素,并且将冗余信息进行融合提高定位精度。     

稀疏线阵下宽带波束簇组合印证测向算法

当阵列稀疏布置时,用DBF技术形成的波束常具有多个高副瓣增益,无法直接用于辐射源方向估计。针对此问题,本文提出波束簇组合印证测向算法。该算法先通过建立波束簇组合印证表,获得高副瓣响应位置和增益的先验信息。再根据波束簇的输出增益,查表综合逻辑判定信号波达方向。实验结果表明,该算法能有效的估计多个来波方向,且可获得较高的测角精度和角度分辨力。      

一种非合作双基地雷达空间同步定位精度

介绍了非合作双基地雷达的基本几何关系,给出了其平面结构图,讨论了脉冲追赶和同时多波束接收二种空间同步方式的优缺点。利用比幅测角法对非合作雷达的重要参数回波到达角进行估计仿真。在同时多波束空间同步条件下,运用距离和-角度定位法对非合作基地雷达系统定位精度进行估计仿真分析。仿真结果表明定位误差受波达角误差影响,并且有着特殊的空间分布规律,具有一定的工程应用价值。     

A probabilistic‐based approach for direction‐of‐arrival estimation and localization of multiple sources

This article contributes to science at two points. The first contribution is at a point of introducing a novel direction‐of‐arrival (DOA) estimation method which based on subspaces methods called Probabilistic Estimation of Several Signals (PRESS). The PRESS method provides higher resolution and DOA accuracy than current models. Second contribution of the article is at a point of localizing the unknown signal source. The process of localization achieved by using DOA information for the first time. The importance of localization exists in a large area of engineering applications. The aim is to determine the location of multiple sources by using PRESS with minimum effort of computation. We used the maximum probabilistic process in this study. Initially, all the signals are collected by the array of sensors and accurately identified using the proposed algorithm. The receiver at the best in test estimates the source location using only the knowledge of the geographical latitude and longitude values of the array of sensors. Several test points with an accurately calculated angle of arrival enable us to draw linear lines towards the transmitter. The transmitter location can be accurately identified with the line of interceptions. Simulation and numerical results show the outstanding performance of both the DOA estimation method and transmitter localization approach compared with many classical and new DOA estimation methods. The PRESS localization method first tested at 19°, 26°, and 35° with an signal‐to‐noise ratio (SNR) value of ‐5 dB. The PRESS method produced results with an extremely low bias of 0 and 0.00080°. The simulation tests are repeated and produced results with zero bias, which give the exact location of the unknown source.     

双基地分布式阵列MIMO雷达的DOA和DOD估计方法

结合分布式阵列和双基地多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达的特点, 提出了一种新的双基地分布式阵列MIMO雷达的接收角(Direction of Arrival, DOA)和发射角(Direction of Departure, DOD)估计方法.根据发射阵列和接收阵列的空域旋转不变特性, 利用旋转不变估计技术(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, ESPRIT)获取无模糊DOA粗估计和高精度周期性模糊的DOA、DOD精估计; 再利用无模糊DOA粗估计、目标的双基地距离信息以及双基地MIMO雷达的几何特点, 解除DOA、DOD精估计的周期性模糊, 得到高精度且无模糊的DOA和DOD估计.最后, 根据ESPRIT算法原理和估计误差的概率统计特性进行算法的性能分析, 给出算法基线模糊门限的近似计算方法.该算法有效地放宽了发射阵列孔径扩展程度的限制, 从而提高了阵列在大孔径下的角度估计精度, 且能够实现DOA和DOD估计的自动配对.仿真结果验证了所提算法和性能分析方法的有效性.     

无源测向测时差定位算法研究

该文首先给出了无源测向测时差定位算法,然后对该算法的定位精度进行了分析。通过仿真将该方法与无源测向交叉法和时差法进行了比较,说明该方法是一种定位精度较高且对系统要求较低的无源定位方法,具有实用价值。     

超宽带信号DOA的估计方法

对信号到达角(DOA)的估计是超宽带定位的关键技术之一.传统的到达角估计方法都基于窄带信号,已不能直接应用在超宽带场合,因此提出了一种基于频域模型的宽带子空间谱估计方法.仿真结果表明,该方法能准确估计超宽带信号的到达角.     

多径传播条件下宽带线性调频信号波达方向估计方法

针对信号出现多径传播情况时现有宽带信号波达方向（direction of arrival, DOA）估计方法性能下降的问题,提出了一种多径传播条件下宽带线性调频（chirp）信号波达方向估计方法,该方法将导向有效投影（steered effective projection, STEP）技术与宽带线性调频信号的时频特性相结合,对具有不同时频特性的信号分量进行分离,逐个处理,并以时频分布矩阵代替传统的协方差矩阵,从而构造有效噪声子空间,实现时域角度估计。本方法无需进行信号聚焦操作,因此理论上不受聚焦误差的影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。      

面向DOA测量的多目标位置信息场定位法

现有无源有源测向定位理论均是针对单目标定位,无法对不可区分的多个同类辐射源定位,且传统的测向定位法存在虚假定位的缺点。针对以上问题,提出了一种基于DOA测量的多目标位置信息场定位法。该方法可以解决现有单目标定位无法解决的多目标定位问题,能够同时确定目标数目和多目标位置。仿真实验用三个观测站分别对两个和三个同类辐射源进行无源测向定位,结果说明该方法具有同时确定目标数目和多目标位置的优势,且能有效地解决传统测向定位法中存在虚假定位的问题。