无源定位系统简述【文献综述】

《无源定位系统简述【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文文献综述电子信息工程无源定位系统简述摘要：本文介绍了无源定位的四种常用的方法以及他们的基本原理和测向算法，通过阅读这篇文章来了解不同测向方法之间的利弊以便于读者结合实际应用场合和要求来选择合适的方案。关键词：无源定位TDOA相位差多普勒频率差交叉定位引言近几年来，无源定位技术[1]越来越受到人们的关注，并且广泛应用在人们的日常生活和工作中。无源探测定位方法具有作用距离远、宽带工作、低截获概率等优点，对于提高系统在电子战环境下的生存能力和作战能力有重要作用。现代战争是高科技战争，电子攻击起着至关重要的作用。作战中对敌威胁目标的选择无非是电子干扰和实体摧

2、毁，精确的位置信息是实现摧毁的关键。有源雷达具有高的定位精度，但易暴露自己，所以无源定位技术无疑是雷达的一个很好的补充。无源探测设备具有高度的隐蔽性(不辐射电波)、广泛的适应性(能探测陆、海、空、运动的、固定的辐射源)、宽广的空域覆盖、精细的目标识别特性、体积小、质量轻、功耗少。无源探测设备的这些工作特点，决定了它在预警飞机、隐身飞机、电子战飞机及其它战斗机、轰炸机，各种战舰及国土防空系统中具有广泛的应用价值和作战潜力，其作用将日益突出。随着社会竞争的深入，国家安全机关、军队及商业机构都愈来愈重视信息情报的防护问题，反无线窃听是其中的重要组成部分。一、基于相

3、位差变化率的单站无源定位相位差定位方法是通过2个相互正交的相位干涉仪测量出目标辐射电磁波的相位差信息,实现对辐射源目标的快速高精度无源定位的。为了提高定位精度[2]，可以多测量一些参量(取多个采样值)，应用滤波算法会使定位精度在较短时间(几十秒内)收敛到一个较好的量级(5％以内)[3]。然而该种定位方法对相位差变化率最为敏感，因此如何精确测量(误差在一定范围内)相位差变化率成为该种定位方法应用的关键。通过基于相位差的变化率来确定目标位置的算法比较多，例如三角基线只测相位差变化率的定位方法、UKF逐步逼近目标位置的定位算法等。EKF通过对非线性函数的Taylo

4、r展开式进行一阶线性化截断,从而将非线性问题转化为线性；(三角基线)同时测量其相位差变化率来实现对辐射源的定位，该方法从相位差变化率中获取角度，由于相位差变化率一般没有模糊，因此避免了直接测角必须面对的解模糊问题[4]，对接收机通道的相位一致性要求低，定位精度高、定位速度快，具有很好的应用前景。在实际应用中应该按照具体的要求来选择合适的计算方法，以满足实际的定位需求。二、基于基于到达时间差的平面声无源定位时差(TDOA)定位又称为双曲线定位，是一种重要的无源定位方法，它是通过处理三个或更多个传感器采集到的信号到达时间测量数据对未知声源进行定位的。在二维平面中

5、，声源信号到达两个传感器的时间差确定了一对以传感器为焦点的双曲线，利用三站就可形成两对双曲线来产生交点，再利用测向信息排除虚假点，就能确定声源的位置[5]。如图1所示，在二维平面内，信号源T与A，B，C三个站距离不同，同一时刻T点发送出的信号到达A，B，C三点的时间也就不同。当信号源T位置固定时此距离差d为固定值，并可由测得的时间差计算出。由此可得到一个关于X，Y，T的方程，确定一条双曲线。根据T点到A，B点的时间差可确定另一条双曲线，两条曲线的交点即为信号源T的位置[6]。TDOA的计算方法有两种，一种是根据两个基站的信号到达时间(TOA)之间的差值来获得

6、TDOA；另一种是采用相关技术，将一个基站接收到的信号与另一个基站收到的信号进行互相关运算来获得TDOA值[7]，选用不同的计算方法对于得到更加精确的源位置至关重要。时差定位系统与传统的采用相位角进行判断的声音定位方法相比具有传感器数量少，测量精度高，定位速度快，数据处理方法简单方便等优点。图1TDOA定位示意思图三、基于多普勒频率差定位多普勒频率差的定位方法是利用接收机和信号源之间的相对运动产生的多普勒频移来对信号源进行定位。由于目标与接收机之间存在相对运动才会产生多普勒频率，所以在实际计算当中不管是运动的物体和静止的物体都可以人为的产生相对运动来确定目标

7、的位置[8]。在三维空间中，假设两个运动平台位置坐标为，平台的运动速度为，固定辐射源的位置是T(x，y，z)(如图2)。辐射源发射信号的频率为，两个运动平台在某个时刻接收到的辐射源频率分别为和它们的差值，即为多普勒频率差（实际的测量方程中含有测量噪声）假设有N+1个侦察平台，则可以得到N个非线性方程，对其求解，应先将其线性化，然后通过高斯牛顿迭代方法求解。在具体应用中，基线的长度、平台的运动速度和平台的布局对于测量精度都有一定的影响：基线越长，定位效果越好，多普勒频率差测量精度越高，定位效果越好，运动速度越大，得到的多普勒频差就越大，定位精度就越高[9]，合

8、理的平台布局对于精度的提高也很有帮助。因为多普勒频率