多站无源定位精度分析及相关技术研究

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1、第一章绪论1．1研究背景及意义随着现代高科技的飞速发展，现代战争已由陆、海、空的三维立体战演变发展到陆、海、空、天、电磁等多维空间战。而争夺战场主动权的核心就是争夺电子战，即争夺电磁波领域内的主动权。电子战自从第二次世界大战中广泛应用以来，至今已在许多局部战争中显示了魔力般的作用，并取得了显赫的战果。在电子战中，对辐射源进行定位具有重要作用，它有助于精确打击武器的使用，为最终摧毁消灭敌方提供有力的保障。因此，怎样对威胁目标进行准确定位，历来是军方研究的重点课题。对目标的定位一般有三种定位方法：有源定位、辐射源无源定位和利用第三方辐射信息对目标的无源定位。有源定位是利用雷达、激光、声

2、纳等有源设备来对目标进行定位，它具有全天候、高精度等优点，然而有源定位的使用，要发射大功率的信号，这样它很容易暴露自己，被对方发现，从而遭到对方电子干扰的软杀伤和反辐射导弹(ARM)等硬杀伤武器的攻击，使定位精度受到很大的影响，甚至威胁到自身的安全。辐射源无源定位可以克服有源定位的上述缺点，它不发射自己的信号，通过对目标上辐射源信号的截获、测量获得目标的位置和航迹，它具有作用距离远，隐蔽性好等优点。因而具有极强的生存能力和反隐身能力。和传统的雷达相比具有低耗费，低维修，对环境友好等特点。通过第三方的辐射信息对目标的定位，是通过已知参数和位置的第三方辐射信号和经过目标反射信号的相关接

3、收和处理，对目标进行定位。这种定位系统可对空中飞行目标如飞机、导弹等进行定位和跟踪，因无需自己的发射信号，工作频率低且采用了分布式多基地体制，因而具有极强的生存能力和反隐身能力。对目标的定位，还可以利用多个已知辐射源的信号进行，它通常是目标对自身的定位，其典型应用就是全球定位系统(6PS)。它具有全天候、高精度、隐蔽性强的优点，但是，由于辐射源信号样式已知，接收机极容易受到电子干扰，失去定位性能。辐射源无源定位技术，因其在军事上的重要作用，受到世界各国的重视，是电子科技人学硕士学位论文重要的军事研究项目。无源定位技术为隐蔽探测和精确打击提供了十分重要的手段，无源定位技术在电子支援系

4、统中占据着十分重要的地位“1。1．2国内外研究发展现状对辐射源目标的无源定位，是由一个测量值确定一个定位曲面(线)，多个曲面(线)相交得到目标的位置，多次测量、定位和滤波得到目标的航迹，这就是几何定位的基本方法。另一种定位方法就是利用现代信号处理技术的滤波算法。根据接收机平台的数量，可以分为多平台测量辐射源定位和单平台测量辐射源定位。多平台测量辐射源定位，由多个空间上分离配置平台上的接收机同时对辐射源信号进行接收处理，确定多个定位曲面(如平面、双曲面、圆等)，多个曲面相交，得到目标的位置。它主要利用不同平台定位曲面之间差异较大这一特点来定位和提高定位精度，具有速度快、精度高等优点。

5、但是，多平台定位是靠多平台之间的协同工作，进行大量数据传输来完成的，系统相对较复杂，且当系统平台需要机动时，系统的复杂性更高。单平台测量辐射源定位利用一个平台上的单个或多个接收机在不同时刻对信号进行顺序测量和处理，确定多个定位曲面，多个曲面相关处理得到目标的位置和航迹。它主要利用单平台的机动性和灵活性，不需要大量的数据通信，通常，单平台定位要求侦察平台在一段时间内有较大的角度移动，以获得好的定位效果。因此，单平台定位需要较长的时间。无论是多平台测量定位，还是单平台测量定位，其主要问题是给定一组测量值，选择一种计算量最小、速度最快的算法对目标进行定位，并保证具有最小的定位误差，因此，

6、与之相关联的问题就是定位精度分析和最佳侦察平台的配置问题。我国在80年代初才开始出现这方面的理论研究乜1，采用的方法主要是测向交叉定位法(DoA)，而近年来，时差测量定位(TDoA)和多普勒频率差测量定位(FDOA或DD)已成为研究的热点。测向交叉定位是研究最早最多的定位方法，因为方向测量是电子侦察设备的基本功能之一，并且方向参数也是辐射源最可靠的参数之一，因此，测向交叉定位法一直是定位方法的主要研究内容，在定位原理与算法、定位精度与最佳布站分析、跟踪滤波和虚假定位消除等方面作了大量的工作，并取得了一定的成果口刮。但是，在定位算法、最佳布站配置、跟踪滤波和虚假定位消除等方面还有待进

7、一2第一章绪论步研究和改进。时差测量定位是“反罗兰’’定位系统，随着多平台通信技术和时差测量技术的发展，其应用和研究受到人们越来越多的重视，成为现代高精度精确无源定位的主要方法之一。目前，在定位原理与算法、定位精度与最佳布站分析、模糊解消除和时间差提取等方面作了大量的工作，并取得了一些成就n¨21。但是，在时间差提取，脉冲信号配对，多站组网及数据融合等方面还有待更进一步的研究和改进。基于多普勒频率差的定位方法是利用接收机和辐射源之间的相对运动产生的多普勒频移来对辐射源