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随着电子侦察和对抗技术的不断发展,作为有源雷达有效补充手段的无源定位系统得到了快速发展,向着定位速度更快、定位精度更高的方向发展。论文围绕着多站时差定位方法的基本原理、多站时差定位误差分析、多站时差定位站址布局方式分析以及基于时延的直接定位方法等方面展开研究。针对当前无源多站时差定位方法所存在的一些问题提出对应的解决方案,通过仿真实验验证其的有效性。主要研究内容为:首先,对常用的传统多站时差定位算法进行介绍,分析了牛顿迭代算法与Chan算法。对传统多站时差定位算法中常用的牛顿迭代算法进行改进,提出一种结合人工蜂群算法的多站时差定位方法,解决牛顿迭代算法的迭代初始值设置问题,利用人工蜂群算法进行初步求解,得到目标初始估计位置,将其作为牛顿迭代算法的迭代初始值,进行更加精确的位置估计。推导了多站时差定位的GDOP,分析了影响定位精度的主要因素。仿真结果表明,所提出的定位方法可有效解决牛顿迭代算法的初始值设置问题,可稳健获得定位结果。其次,针对多站时差定位精度影响因素中的站址布局方式,将多站时差定位系统与无人机编队相结合进行研究。结合定位精度影响因素的研究结果可知,在时差、站址等测量误差不变时,通过改变无人机编队的站址布局方式可有效提升无源时差定位精度。提出了一种改进的樽海鞘群算法,将其应用于无人机编队的站址布局进行优化。通过优化无人机编队的站址布局方式,实现目标所在区域的平均定位误差最小化。仿真结果表明,该方法可提升解决无人机编队的站址优化问题时的寻优成功率,所得到的站址布局方式的定位精度也优于传统多站时差定位中的站址布局方式。然后,针对无源多站时差定位中的传统两步法存在的信息损失,参数测量精度限制定位精度等缺陷,研究了基于最大似然估计的直接定位算法,采用改进樽海鞘群算法进行求解。该方法可以降低计算量,提升定位速度,在低信噪比条件下,可以提高多站无源定位的精度。进行多目标的无源定位时,多站直接定位方法可以有效避免传统两步法多站时差定位过程中所要进行的多目标信号测量参数数据关联问题。仿真结果表明,相较于传统两步法多站时差定位,本方法可以有效提高低信噪比条件下的定位精度,避免多目标定位时的数据关联工作。最后,采用DSP加FPGA架构,基于芯片TMS320C6678平台实现了基于牛顿迭代算法的多站时差定位算法。通过片上定位算法测试实验,验证了优化后的站址布局方式可有效提升多站时差定位系统的定位精度。