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基于视在加速度信息的单站无源定位与跟踪关键技术研究及其试验

周亚强  
【摘要】:随着战场环境的日益复杂,传统的探测系统(如雷达、声纳等)受到越来越多的威胁,采用被动方式工作的无源定位与跟踪技术以其隐蔽性强、探测距离远和适用性广等优点,越来越受到人们的重视。本文就基于视在加速度信息的单站无源定位与跟踪中的一些关键问题进行了研究。文中分别就定位原理、目标运动可观测性分析、跟踪滤波算法、定位参数的高精度测量(包括到达角和视在加速度)等问题进行了详细讨论,最后,利用单站无源定位试验对本文的理论分析进行了验证。 论文第二章在介绍基于质点运动学原理的单站无源定位理论后,就到达角、视在加速度信息定位法和到达角、角速度、视在加速度信息定位法的定位原理和即时定位性能进行了研究,然后对这两种定位法的可观测性进行了分析。最后,提出了一种多次测量定位目标跟踪滤波算法—MSKF算法,并与常用的几种单站无源定位跟踪滤波算法进行了比较。论文第三章研究了利用数字式多基线干涉仪进行无源测向中的一些问题,主要包括:频域数字鉴相算法、两种多基线干涉仪解模糊算法(基于剩余数定理解模糊和基于丢番图原理解模糊)及相应的测向算法。最后给出了一种衡量干涉仪阵性能的度量标准。论文第四章研究视在加速度信息的高精度测量问题。文中将视在加速度的测量转化为多普勒频率变化率的测量,然后提出了脉冲群频率的两种测量算法:基于相位差分的测量算法和基于互相关的相对频率测量算法。基于相位差分算法估计脉冲群频率时,对LFM信号,首先需要解线调处理,文中给出了基于分数阶Fourier变换的LFM信号调频斜率的估计算法。最后,给出了多普勒频率变化率的三种滤波算法。论文第五章是利用两次无源定位试验验证本文理论分析的正确性。第一次试验为单站无源定位与跟踪地面缩比外场试验,主要目的是:检验实际中能否高精度的测得视在加速度信息、验证第二章提出的两种定位法的可行性及MSKF跟踪滤波算法的效果。第二次试验是利用雷达模拟器所产生的信号,进一步检验视在加速度信息测量算法,为2005年5月将要进行的单站无源定位飞行试验作准备。


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