外辐射源时差定位系统最优布站与跟踪算法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文外辐射源时差定位系统最优布站与跟踪算法研究硕士研究生：宁秀丽指导教师：徐定杰教授学科、专业：导航、制导与控制论文主审人：沈锋副教授哈尔滨工程大学2013年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文外辐射源时差定位系统最优布站与跟踪算法研究硕士研究生：宁秀丽指导教师：徐定杰教授学位级别：工学硕士学科、专业：导航、制导与控制所在单位：自动化学院论文提交日期：2013年1月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeof

2、M.EngResearchonOptimalDistributionandTrackingAlgorithmofTDOALocationSystemBasedonExternalIlluminatorsCandidate:NingXiuliSupervisor:Prof.XuDingjieAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NavigationGuidanceandControlDateofSubmission:Jan.2013DateofOralExamination:Mar.2013Unive

3、rsity:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨

4、工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日外辐射源时差定位系统最优布站与跟踪算法研究摘要基于外辐射源的雷达定位系统，由于其自

5、身不发射信号，而是将移动通信、电视台、调频广播等作为辐射源，实现空中目标定位，因此，具有抗低空突防、抗反辐射导弹、反隐身、抗干扰等优点，倍受各国重视。本文主要研究了基于外辐射源时差定位体制的目标定位与跟踪，包括时差定位原理、定位精度分析、多站数据融合、最优布站及目标跟踪等方面。具体工作如下：1、研究了外辐射源时差定位系统的定位算法、定位精度及多站数据融合问题。首先，分析了无外辐射源直达信号体制和有外辐射源直达信号体制两种情况下的时差定位算法，推导了两种定位体制的全微分定位精度求解方程，并针对求全微分法计算复杂，不易直接根据方程组求出解析解的问题，给出了微分元近似定位精

6、度求解法，仿真对比了两种定位精度求解方法的优劣；然后，针对多站定位系统，提出了基于中垂面分割的数据融合算法，探讨了切割立方体边长及观测站个数对算法的影响，仿真验证了该方法的有效性。2、研究了外辐射源时差定位系统的最优布站问题。首先，分析了观测站与外辐射源的几何布局对定位精度的影响；然后，探讨了最优布站的影响因素，包括外辐射源高度、观测站高度、基线长度、站间夹角度数、观测站个数及目标高度；最后，分别针对无外辐射源直达信号体制、有外辐射源直达信号一发三收体制、有外辐射源直达信号两发两收体制、有外辐射源直达信号三发一收体制四种情况，提出了基于目标袭来方向的最优布站方法。3、

7、研究了基于数据融合优化的UKF跟踪算法。首先，分别针对无外辐射源直达信号体制和有外辐射源直达信号体制两种情况进行系统建模；然后，针对多站时差定位系统，提出了基于数据融合优化的UKF算法，推导了数据融合后的最优状态估计及其子滤波器的权值分配；最后，针对无外辐射源直达信号体制和有外辐射源直达信号体制两种情况进行了仿真实验，仿真结果验证了基于数据融合优化的UKF算法的有效性，并探讨了定位系统个数对该方法的跟踪精度和跟踪稳定性的影响。关键词：外辐射源；到达时间差；最优布站；数据融合；UKF哈尔滨工程大学硕士学位论文外辐射源时差定位系统最优布站与跟踪算法研究A