舰载机协同无源定位系统精度比较分析

针对舰载机协同对海上和空中目标进行无源定位,采用时差(TDOA)、测向、时差/频差等典型无源定位方法,对利用目标辐射源信号的舰载机协同无源定位系统进行建模仿真和精度分析.仿真结果表明:双机时差/频差定位、三机时差定位、双机测向交叉定位3种无源定位方法各有优劣.因此,明确电子侦察的作战目标以及方法,对分布在战场不同位置的舰载机实施合理分群,为建立多机协同无源定位系统提供理论支撑.     

采用三次通信的TOF与TDOA联合定位算法

通常基于超宽带(UWB)的定位系统采用的主要技术是TOA和TDOA算法,但是TOA算法定位速度低,TDOA算法定位精度不稳定,这些情况均限制了它们在UWB定位系统中的应用。为了权衡这两种算法在定位速度和精度方面的不足,提出了一种新的TOF与TDOA联合定位算法(CTT)。该算法仅需要3次UWB通信便可测量TDOA算法所需的所有时间差信息和一个TOF距离值,并可以此计算出该定位区域内所有基站与单个标签的距离,定位速度比TOA算法提升至少50%。使用DW1000分别对TOA、TDOA与CTT算法进行定位精度对比,结果表明CTT算法在二维情况下的平均定位误差20 cm,标准差10 cm,接近于TOA的精度并解决了TDOA算法精度不稳定的问题。     

On the use of calibration sensors in source localization using TDOA and FDOA measurements

The accuracy of a source location estimate is very sensitive to the presence of the random noise in the known sensor positions. This paper investigates the use of calibration sensors, each of which is capable of broadcasting calibration signals to other sensors as well as receiving the signals from the source and other calibration sensors, to reduce the loss in the source localization accuracy due to uncertainties in sensor positions. We begin the study with deriving the Cramer–Rao lower bound (CRLB) for source localization using time difference of arrival (TDOA) and frequency difference of arrival (FDOA) measurements when a single calibration sensor is available. The obtained CRLB result is then extended to the more general case with multiple calibration sensors. The performance improvement due to the use of calibration sensors is established analytically. We then propose a closed-form algorithm that can explore efficiently the calibration sensors to improve the source localization accuracy when the sensor positions are subject to random errors. We prove analytically that the newly developed localization method attains the CRLB accuracy under some mild approximations. Simulations verify the theoretical developments.     

双星时差频差无源定位系统定位算法工程指标分析

通过计算时差、频差测量精度,以及卫星运动引起的时差、频差变化率,提出双星时差频差无源定位系统的信号最佳采样时间为10～ 100 ms.进一步推导了工程可实现的定位精度,仿真结果表明双星系统工程可实现的定位精度约为1～3km.研究和结论对双星定位系统定位精度指标的论证与分解具有借鉴意义.     

基于RBF神经网络的被动声定位算法研究

提出了基于RBF神经网络的被动声定位算法.该算法根据TDOA定位原理,以四元十字阵作为定位模型,利用RBF神经网络较快的学习特性和逼近任意非线性映像的能力,实现对声源的快速准确定位,并与WLS算法、Chan算法、Taylor算法作对比分析.仿真结果表明,该算法定位精度高,鲁棒性好,性能优于其他算法.     

一种新的基于角度和时差的稳健定位跟踪算法

针对无源定位必须实现快速和稳定无偏定位跟踪的要求,提出了一种新的双站基于角度和时差的稳健定位跟踪算法.该算法将扩维伪线性测量方程的观测误差矩阵协方差阵引入约束条件,通过对未知状态变量含二次约束的伪线性方程进行约束最小二乘(CLS)极小化处理,最终只需要对一对矩阵束进行广义特征分解即可获得目标状态的渐进无偏估计值.仿真结果表明,与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法及最小二乘(LS)算法相比,本文所提算法定位跟踪性能更稳定,精度更高,估计误差町以接近克拉美罗限(CRLB).在测量误差较大或者两个观测站测量误差不一致时优势更明显,实用性强.     

特定声识别与定位系统

设计并实现了一种特定声识别与定位系统,应用于捕捉特定声源并判断其方位。系统将声音识别和定位两大功能有机结合,利用基于频域特性的相似度计算识别方法监测目标音频信号,定位方面,提出了对传统的基于到达时间差（TDOA）算法的系统优化。通过硬件电路预处理和软件设计相结合的方法,简便地计算出音频信号的到达时间差。再经过多重计算求...     

双星系统对雷达无源定位的可行性分析

双星无源定位系统对地海面雷达辐射进行定位时,存在脉冲信号频差参数提取的模糊问题。提出了一种基于虚拟双星的双时差粗定位方法,可有效解决频差测量的模糊,再结合时差/频差联合定位方法,分析了双星系统对雷达辐射源无源定位的可行性,给出了一些有用的结论。     

甚长基线近区时差测向联合定位及特性分析

双站协同无源制导是一种全新的反辐射导引体制,具有隐蔽性高、抗干扰能力强等特点。针对此应用中末制导阶段的目标无源协同定位问题,构建了甚长基线近区时差测向无源定位模型,分析了在这个模型下测距精度随测向夹角的变化规律,以及在各种攻击方向上所能达到的定位精度,并利用这个结果分析了无源末制导阶段导弹攻击阵位的优选条件,提高了无源定位精度。最后通过仿真验证了理论分析的有效性,从而为双站协同无源制导和反辐射精确打击等应用提供了新的参考。     

基于FDOA多星定位精度综合分析

针对多星频差定位系统,建立了频差定位模型。利用矩阵理论和统计信号处理理论,推导了由于频差、卫星自定位和卫星速度测量误差所产生的定位误差几何稀度(GDOP)公式,对其理论分析和仿真表明:地球约束能显著改善定位精度;频差测量误差和卫星位置速度测量误差对系统性能均有影响,但前者影响更大。