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多基站单频网无源协同定位技术

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章 无源协同定位理论基础

2.1 引言

2.2 无源协同定位系统工作原理

2.3 无源协同定位关键技术

2.4 无源协同定位基础理论

2.5 本章总结

第3章 基于EA-FPHT的多基站单频网无源协同定位

3.1 引言

3.2 问题描述

3.3 EA-FPHT算法

3.4 仿真分析

3.5 本章总结

第4章 基于ML-PMHT的多基站单频网无源协同定位

4.1 引言

4.2 问题描述

4.3 ML-PMHT算法

4.4 仿真分析

4.5 本章总结

第5章 基于MML-PMHT的多基站单频网无源协同定位

5.1 引言

5.2 问题描述

5.3 MML-PMHT算法

5.4 航迹有效性检验及性能分析

5.5 仿真分析

5.6 本章总结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

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摘要

现代战争中,隐身技术、低空突防、电磁干扰及反辐射导弹等使传统有源雷达系统面临着严峻挑战。多基站无源协同定位(Passive Coherent Location,PCL)系统利用外辐射源直达波信号与目标反射回波信号,经相干处理对目标实现无源定位,具备良好的隐身与反隐身功能、抗干扰能力强等优点,受到国内外学者广泛关注。当外辐射源为DAB/DVB-T等时,外辐射源工作频率相同,称为单频网。单频网在通信领域具有频率节约和频谱利用率高等优势,但对无源协同定位会带来系统挑战,如“外辐射源-测量-目标”之间的三维数据关联问题。本文针对这一问题,重点开展如下工作: 1.针对多基站PCL系统中的多个低可观测目标跟踪问题,提出一种基于能量积累的快速极坐标霍夫变换算法。极坐标霍夫变换算法直接从原始测量数据中估计出目标轨迹,在目标状态空间解决三维数据关联问题,将目标跟踪问题转化为参数空间的峰值积累问题。所提算法有效降低了计算量,且有效消除了虚假航迹。 2.为进一步降低多基站单频网中低可观测目标的航迹零碎度,提出一种极大似然概率多假设跟踪算法。在单目标场景下,三维数据关联可简化为“测量-外辐射源”之间的二维数据关联。通过多帧测量数据的积累,构建对数似然比函数。通过极大化对数似然比函数估计目标状态。仿真结果表明该算法有效检测及跟踪单目标并降低航迹零碎度。 3.针对多基站单频网PCL系统中的低信噪比目标(目标个数未知)的航迹起始问题,提出一种改进的极大似然概率多假设跟踪算法。首先,假定目标数目并建立超目标组合。然后,构建基于超目标的对数似然比函数,并利用拟蒙特卡罗搜索法优化该函数,对目标数目和状态进行联合决策与估计,将目标航迹起始及“外辐射源-目标-测量”关联问题转化为似然函数优化求解问题。最后,给出了测量源不确定时的后验克拉美罗下界并进行了航迹有效性检验,并分析了误差参数对算法性能的影响。

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