时频差无源定位理论与实践

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 无源定位技术发展现状 1

1.2.1 无源定位系统的发展历史 2

1.2.2 我国无源定位技术的发展现状 6

1.3 时频差无源定位 7

1.4 全书结构与内容安排 9

参考文献 10

第2章 时频差定位系统 12

2.1 引言 12

2.2 观测量 12

2.2.1 信号到达时间 13

2.2.2 信号到达时间差 13

2.2.3 信号到达频率差 14

2.2.4 多普勒频差变化率 14

2.2.5 信号到达角度 15

2.2.6 角度变化率 15

2.2.7 接收信号强度 16

2.2.8 到达增益比 16

2.3 系统组成 17

2.3.1 站点配置 17

2.3.2 时频同步 18

2.3.3 站间传输 20

2.3.4 信号接收采集 21

2.3.5 参数估计 22

2.3.6 定位解算 23

2.4 辐射源特性分析 25

2.4.1 辐射源信号特点 25

2.4.2 接收链路分析 25

2.5 定位精度分析方法 26

本章小结 28

参考文献 28

第3章 连续信号的时频差估计 29

3.1 引言 29

3.2 连续信号的时差估计 29

3.2.1 估计模型与精度下界 29

3.2.2 估计方法 33

3.2.3 基于MCMC的被动时延估计 34

3.2.4 仿真实验及分析 37

3.3 连续信号的时频差估计 42

3.3.1 估计模型与精度理论下界 42

3.3.2 估计方法 43

3.4 联合时差、频差、频差变化率参数估计 44

3.4.1 问题描述与时变参数模型 44

3.4.2 联合估计CRLB 47

3.4.3 基于SAF的联合估计方法及其性能分析 52

本章小结 67

参考文献 67

第4章 猝发信号定位参数估计 69

4.1 引言 69

4.2 脉冲信号及其TOA初始测量 69

4.2.1 跳频脉冲信号 69

4.2.2 脉冲信号的TOA测量 71

4.3 脉冲信号的分选 71

4.3.1 问题描述 71

4.3.2 TOA折叠模型 73

4.3.3 腐蚀算子及野值处理 73

4.3.4 KN近邻法无监督分类 75

4.3.5 算法流程 75

4.3.6 性能仿真分析 76

4.4 跳频信号高精度时频差估计 78

4.4.1 问题描述与信号模型 79

4.4.2 非相干积累方法 80

4.4.3 归一化相干积累方法 80

4.4.4 理论精度分析 82

4.4.5 性能仿真分析 86

本章小结 87

参考文献 88

第5章 时频差精确估计 89

5.1 引言 89

5.2 插值拟合算法 89

5.3 基于带通采样的拟合算法 90

5.3.1 信号重构 90

5.3.2 二分搜索法估计时延 91

5.3.3 计算量分析 92

5.3.4 仿真实验 92

5.4 基于二阶锥规划的定位参数估计算法 94

5.4.1 基于广义延拓逼近法的规划函数构建方法 95

5.4.2 二阶锥规划基础理论 96

5.4.3 基于二阶锥的时延估计算法 98

5.4.4 基于二阶锥的TDOA和FDOA联合估计算法 106

本章小结 117

参考文献 117

第6章 多平台集中式无源定位 119

6.1 引言 119

6.2 时频差定位 119

6.2.1 加权*小二乘初值解 119

6.2.2 加权梯度法精确解 121

6.2.3 性能仿真分析 122

6.3 联合频差变化率的定位 124

6.3.1 定位模型 124

6.3.2 定位的CRLB及其分析 126

6.3.3 加权*小二乘初值解 128

6.3.4 加权梯度法精确解 130

6.3.5 算法主要步骤 131

6.3.6 性能仿真分析 132

本章小结 136

参考文献 136

第7章 多平台分布式时频差无源定位 138

7.1 引言 138

7.2 基于极大似然的分布式平台目标定位算法 138

7.2.1 目标定位算法模型 138

7.2.2 初值估计 143

7.2.3 定位精度分析 146

7.2.4 仿真实验 147

7.3 存在站址误差下的分布式平台极大似然目标定位算法 154

7.3.1 考虑站址误差的目标时频差定位算法模型 154

7.3.2 初值估计 163

7.3.3 定位精度分析 164

7.3.4 仿真实验 164

本章小结 173

参考文献 173