一种融合时差频差和测向的运动目标跟踪方法

传统的星载无源定位系统对空中辐射源定位求解通常采用假设高程的方法,高程假设误差将对定位跟踪精度造成较大影响。为实现未知高程运动辐射源的高精度定位跟踪,针对异轨三星构型的无源定位系统,提出了一种基于时差、频差和二维测向融合的迭代扩展卡尔曼滤波(Iterative Extended Kalman Filter, IEKF)跟踪方法。在WGS-84坐标系下建立了状态方程和观测方程,并采用IEKF方法对目标状态进行估计。仿真结果表明,该方法可对未知高程的运动目标进行高精度状态估计,典型仿真场景下的目标高程估计精度达到百米量级,相对于已有方法收敛时间更短,并且在卫星覆盖范围内具有更大的高精度定位跟踪区域。     

一种基于空域和频域信息的固定单站无源定位跟踪改进算法

针对无源定位必须实现快速和稳定定位跟踪的要求,本文基于辐射源信号的空域和频域信息,提出了一种对运动辐射源的固定单站无源定位跟踪改进算法。文中首先利用辐射源信号的空域和频域变化量信息,通过伪线性卡尔曼滤波算法估计出目标的速度矢量;然后利用速度矢量的估计值直接获得目标位置矢量的估计,并将其作为标准卡尔曼滤波算法的观测值进行滤波;最后通过计算机仿真验证了该方法具有较高的定位精度和较快的收敛速度。     

低轨双星无源探测系统对运动辐射源的快速检测算法

针对时频差体制的低轨圆轨道双星无源探测系统不能对运动辐射源进行定位和辐射源是否运动进行判别问题,提出了一种通过单次观测实现运动辐射源定位与运动性判别的快速算法。该算法利用信号到达角与信号达到时差联合定位结果,结合信号到达频差对平行于大地水准面的匀速运动目标进行运动性检测,使系统在观测量存在误差条件下仍能有效进行目标运动性判别。将其应用到低轨双星无源探测系统中,仿真结果表明算法对速度大于60 m/s以上的辐射源具备优于95%的正确检测概率。     

基于视在加速度与角速度信息的单站无源 定位原理与目标跟踪算法研究

本文提出了一种基于视在加速度与角速度信息的单站无源定位方法,分析了其定位原理和利用该方法对静止或匀速运动辐射源的即时定位.同时提出了一种适合于这一定位方法的目标跟踪算法——测量空间卡尔曼滤波(MSKF)算法.对即时定位精度与MSKF跟踪算法进行了计算机仿真实验,最后,将该定位方法和MSKF算法应用于某次无源定位外场试验中,结果表明了该定位方法的有效性.     

基于改进迭代扩展卡尔曼滤波的3星时频差测向融合动目标跟踪方法

针对传统3星时频差定位系统在未知高程情况下,对运动辐射源会产生由目标速度引发的定位误差的问题,该文提出一种利用主星的干涉仪测向信息的改进迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF),结合3星时差、频差信息的无源融合动目标跟踪新方法。首先,在坐标系转换的基础上建立了定位模型,并在此基础上利用改进的迭代扩展卡尔曼滤波算法对未知高程的运动目标进行跟踪。仿真结果表明,该方法无需获知目标的高程信息即可实现对运动辐射源的定位、跟踪和测速,且对目标的位置、速度估计性能有较大的提高。     

基于改进迭代扩展卡尔曼滤波的3星时频差测向融合动目标跟踪方法

针对传统3星时频差定位系统在未知高程情况下,对运动辐射源会产生由目标速度引发的定位误差的问题,该文提出一种利用主星的干涉仪测向信息的改进迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF),结合3星时差、频差信息的无源融合动目标跟踪新方法.首先,在坐标系转换的基础上建立了定位模型,并在此基础上利用改进的迭代扩展卡尔曼滤波算法对未知高程的运动目标进行跟踪.仿真结果表明,该方法无需获知目标的高程信息即可实现对运动辐射源的定位、跟踪和测速,且对目标的位置、速度估计性能有较大的提高.     

双/多机测角频差定位算法研究

对固定辐射源的快速高精度定位是机载无源定位系统的重要任务之一,而双/多机测角频差定位体制是实现该任务的一种新途径。针对该定位体制,提出了一种快速有效的定位解算方法,解决了单次观测条件下的定位问题。该方法首先基于各机测得的方位角、俯仰角,采用伪线性法粗略估计辐射源位置;然后以此为初始值,采用高斯-牛顿迭代法,综合利用频差、方位角及俯仰角信息,精确估计辐射源位置。在单次观测定位的基础上,引入了批处理加权最小二乘融合算法及序贯加权最小二乘融合算法,实现了多次观测定位结果的有效融合。最后,进行了计算机仿真,结果表明:本文给出的单次定位解算方法及多次定位融合算法具有良好的性能,当观测误差不太大且服从高斯分布时,它们对应的辐射源位置估计精度能够很好地逼近克拉美罗限。      

微小型无人机单站无源交叉定位

微小型无人机对辐射源进行单站无源定位具有灵活性高,机动性好,隐蔽性强等特点。介绍了通过微小型无人机的机动对固定辐射源进行无源定位的算法,并进行误差分析和仿真。仿真试验表明:该方法能够实现固定辐射源的定位,且具有较好的定位精度。     

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。     

基于外辐射源雷达系统的目标定位算法

基于外辐射源的单站无源定位系统实际相当于收发分置的双基雷达,具有反侦察、抗干扰、反隐身和防反辐射导弹等潜在优势,因此利用外辐射源信号对目标进行无源定位和跟踪是目前国际上比较热门的一个研究课题。提出了一种基于外辐射源的单站无源定位系统的目标定位算法,借助信号到达的时间差和方位信息,对空中目标进行定位,并进行算法的推导、精度的分析,通过仿真验证了此定位算法的有效性。     

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。     

基于TOA和DOA的固定单站无源雷达跟踪方法

单个固定观测站在被动条件下接收运动辐射源信号的到达时间(TOA)和角度(DOA)实现对其跟踪定位,由于其系统隐蔽性好、布站机动灵活受到广泛关注。针对以往利用TOA差分和DOA跟踪定位稳定性和精确度较差的情况,提出一种在辐射源已知的固定重复周期条件下对TOA取模,再结合DOA信息实现对辐射源的扩展卡尔曼定位跟踪滤波方法。仿真表明,该方法可以达到克拉美-罗下限(CRLB),具有高的定位成功概率。     

基于粒子滤波的单站无源定位跟踪新算法研究

针对单站无源定位跟踪系统非线性较强、传统跟踪滤波方法收敛速度、慢容易发散的问题,提出了一种新的跟踪滤波算法P-EKF。该方法采用粒子滤波的思想对目标实现初始的捕捉,然后通过扩展卡尔曼滤波方法对目标进行跟踪保持,提高了目标跟踪收敛速度和跟踪精度,而对计算资源的消耗有限。缩比仿真实验证明了该方法的可行性和有效性,具有较高的应用价值。     

测量TDOA的完全非同步照射辐射源定位算法

针对现有基于TDOA的定位算法难以适应信号完全非同步到达的辐射源定位问题,提出了一种新的基于TDOA的完全非同步照射辐射源定位算法。由各观测站自动提取辐射源脉冲样本图及开始时间,副站将提取的脉冲样本图及开始时间传给主站,主站利用脉冲样本图匹配及外推技术得到TDOA序列（TDOAs）,解决了非同步照射引起的无法计算TDOA问题。通过计算两条时差双曲线的渐近线交点近似求取初值,通过牛顿迭代法实现对辐射源位置的估计。最后给出的数值仿真结果验证了该方法的有效性。      

参量阵扬声器系统的超声发射阵指向性研究

在参量阵扬声器系统中,需采用若干个压电陶瓷超声换能器单元组成换能器发射阵,换能器单元的数目和排列位置会对发射阵的指向性产生影响。通过改变换能器数目及之间的相对距离,模拟了超声发射阵的空间指向性。与实测结果进行了比较,验证了在设计超声发射阵列时,此模拟方法的可靠性和实用性。     

Investigation of the onset voltage for the design of a microfabricated colloid thruster

Onset voltage plays a crucial role in the design of a microcolloid thruster. This paper presents a methodology to estimate the onset voltage for the design of a new microfabricated colloid thruster. The basic idea of this method is to simplify the source emitter and the extractor of the microthruster as two hyperboloids of two sheets of a set of equal potential surfaces. The maximum electric field between electrodes is modeled using the Lame/spl acute/ method, on which a method to estimate the onset voltage is developed. To avoid the aberration of electric field caused by protuberances on the surface of the source emitter, the height of the source emitter must be much greater than that of protuberance. Experiments conducted on the homemade microcolloid thrusters, designed based on the proposed onset voltage estimation, verify the correctness of the approach.     

UKF算法在单站无源定位与跟踪中的应用

提出了相位差与无迹卡尔曼(UKF)算法相结合的单站无源定位方法。把2个相互正交的相位干涉仪测量出目标辐射电磁波的相位差信息作为观测量,采用UKF滤波算法加以处理,对粗略定位结果进行修正和平滑,逐步估计出目标的位置和速度,来实现对辐射源目标的快速高精度无源定位。UKF与传统的EKF滤波算法相比,不用计算雅克比矩阵,实现简单,且有更高收敛速度和定位精度。     

高低轨卫星联合定位研究

从卫星地面终端定位的发展来看,整合现有卫星资源,将低轨星和高轨星联合起来形成一种新型星座组合是将来的一种发展趋势。依据现有定位体制的原理和特征,提出了高低联合双星时差频差定位、高低联合三星时差定位两种新颖的高低轨联合定位方法,提供了详细的理论依据和仿真结果,说明了高低联合定位在定位误差、误差分布等方面的优势,分析了一高两低和两高一低组合的性能差异,为卫星地面终端定位技术的发展提供理论支撑。     

一种低轨双星窄带信号定位方法

针对低轨双星系统对窄带辐射源无源定位的应用场景,基于双星观测到的辐射源到达频率差,提出了一种多次频差测量联合估计辐射源位置的方法。详细描述了算法原理、算法处理步骤,并通过计算机仿真分析了信号频率、频差测量误差、观测时长等因素对定位精度的影响。仿真分析表明,在观测时间大于20 s、频差测量精度0.1 Hz时,该方法定位精度优于1.5 km,具有较强的工程应用价值。