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鱼雷弹道跟踪系统时延估计方法研究

程宏  
【摘要】: 三元直线阵的时延估计是鱼雷弹道测量系统中的一个重要课题,它依照严格的几何关系进行目标定位,是测量目标距离、方位等参数的主要依据,时延估计的精度直接影响弹道跟踪系统的精度,为提高时延估计精度人们进行了大量的研究和探索。本论文在查阅大量参考文献的基础上,对各种时延估计方法进行了认真的研究,并进行了大量计算机仿真和湖试数据分析,给出了各种方法的性能评价,为工程中的实际应用提供有意义的参考。论文的主要研究工作有以下几个方面: 1) 针对三元直线阵的阵列形式,建立了相应的数学模型,对影响时延估计精度的因素进行了详尽的分析和研究,讨论了时延估计精度对目标距离和方位估计精度的影响,并讨论了三基元被动定位的局限性以及被动定位和被动跟踪的差别。 2) 研究了互相关法、广义互相关法等几种基本的时延估计方法,并给出了它们之间的联系,对各种方法的时延估计性能进行了理论分析。 3) 研究自适应LMS时延估计方法和利用sinc函数构成的单变量自适应时延估计方法,并对其性能进行了分析。为减小因采样频率所带来的对时延估计精度的影响,研究了多种提高时延估计精度的插值方法。 4) 研究了双谱时延估计方法的原理和实现,并对双谱时延估计方法和互相关时延估计方法的性能进行了比较。为有效滤除时延野值和时延估计的随机噪声,减小时延估计方差,研究了一种中值滤波和均值滤波相结合的时延值滤波方法—中均值(BM)滤波器,并分析了这种滤波器的性能。 5) 建立了信号加噪声的仿真模型,而且噪声有一定相关性。通过仿真数据对同一信噪比不同延估计方法性能进行比较,对不同信噪比下每种时延估计方法的性能进行比较,尤其在噪声不同相关性下对不同时延估计方法的性能进行比较,得到各种时延估计方法在仿真条件下的性能差异。 6) 对湖试数据进行分析,通过定点试验和动态跟踪试验的数据分析比较得出各种方法的实际应用效果,主要对各种方法的估计精度和跟踪性能进行了考核,同时对时延估计的滤波方法进行了性能考核,为工程实现中时延估计方法的选择提供了依据。


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