三星时差频差联合目标定位与跟踪算法研究

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1、三星时差频差联合目标定位与跟踪算法研究作者姓名张艳导师姓名、职称宋骊平副教授一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121126分类号TN97密级公开西安电子科技大学硕士学位论文三星时差频差联合目标定位与跟踪算法研究作者姓名：张艳一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：宋骊平副教授提交日期：2014年12月AStudyofTri-satelliteTDOA/FDOAJointTargetLocationandTrackingAlgorithmAthesissub

2、mittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByZhangYanSupervisor:Asso.Prof.SongLi-pingDec.2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；

3、也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学

4、。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要空中运动辐射源目标的定位跟踪技术，相对于传统的侦测工作而言是一个新的领域，在电子战、航海、航天和航空等领域有十分重要的作用和地位。精确的目标定位跟踪对掌握战场信息的主动权，打击、干扰目标等提供了先决条件，对军事目标态势情报的获取有极其重要的意义。对于空中运动目标，由于目标的机动性、高速性，并且其活动范围广、运动距离远，需要长时、大范围观测监视，而同步卫星正好具备这一方面的优势。本文针对空中辐射源运动的复杂性，提出了将交互多模型滤波算法引入到卫星对空中目标的定位跟踪系统中。重点研究了在三星时差频差联合定位体制下，采

5、用卡尔曼滤波和交互多模型滤波算法，实现目标的定位跟踪，并以Matlab仿真软件作为平台，设计了三星时差频差定位跟踪仿真软件。主要工作安排如下：首先，本文对卫星定位基本方法进行了比较全面的分析，重点研究了三种基本的无源定位体制，即时差定位、频差定位以及时差频差联合定位，理论分析各自的定位性能，并选用三星时差频差联合定位体制，分析定位原理及算法，建立运动模型，实现目标的定位跟踪。为了减小非线性的影响，本文同时采用直角坐标系和大地坐标系，研究了空中目标经纬度与地固坐标之间的转换关系，推导出通用化的计算公式，为三星时差频差联合定位跟踪算法提供了可靠的保障。其次，本文详细介绍了卡尔曼滤波、迭代卡尔曼滤

6、波、交互多模型滤波，以及自适应交互多模型的算法原理。针对空中目标做匀速直线运动，以及机动转弯的情况，分别采用迭代卡尔曼滤波和自适应交互多模型滤波，应用线性系统可控制性、可观测性两个基本的概念，建立系统状态方程和观测方程，从而在更高层次上描述了系统的动态信息。文中分别对两种滤波算法进行计算机仿真和分析，定性说明时差、频差测量参数误差对目标定位跟踪精度的影响。最后，本文介绍了基于MatlabGUI界面的设计原则、以及设计过程，设计了三星时差频差定位跟踪仿真软件，详细介绍了实现此软件所用到的技术以及设计流程。此软件在Matlab环境下可以直接运行。关键词：时差，频差，定位与跟踪，卡尔曼滤波，交互多

7、模型论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTComparedwithtraditionaltargetdetection,locationandtrackingtechnologyofairmovingradiationsourceisanewbreakthrough,whichplaysasignificantroleinelectronicwarfare,