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本文的工作主要是围绕影响球面内插算法定位的两个关键因素—基阵阵元的位置精度和时延估计精度展开的。分别介绍了测阵以及时延估计的基本原理,给出用于提高测阵精度的优化方法,通过实验结果验证了多途信道下时延跟踪的必要性,构建了基于MFC的人机交互式被动定位跟踪系统,并对湖试数据结果进行了分析。 首先,从球面内插算法的基本原理入手,分析了影响球面内插算法定位的两个主要因素—基阵阵元的位置精度和时延估计精度。通过仿真实验,给出了阵元的位置精度以及时延估计精度同SI测距之间的统计特性。仿真结果表明,当其他条件给定时,提高阵元的位置测量精度及时延估计精度是提高被动测距精度的关键。 其次,柔性阵测阵的核心在于求出各阵元之间的距离,阵元间距的测量主要是通过两路信号的互相关计算得出。实验结果表明,当信号的互相关经过包络抛物线插值法进行优化后将会得到较好的测阵效果。通过阵形校准前后测距结果的对比分析可知,在柔性阵条件下,不进行阵形校准将无法精确测距。 第三,浅海多途信道下的时延估计由于受到多途效应的作用,其估计性能会出现严重下降。实验结果表明,采用对时延跟踪的方法将能够消除多途效应的影响。结合具体的实例将跟踪处理得到的时延估计结果与时延估计的克拉美—罗下界做了对比,结果表明,由于目标信号的频谱并不均匀,对于给定的积分时间、信噪比和信号带宽,时延估计的误差一般总会大于克拉美—罗下界。 第四,为了克服相关峰自动跟踪的各种缺陷,设计了基于MFC的人机交互式被动定位跟踪系统,并给出较为具体的交互方法,使得用户更易于处理实际问题。结合具有代表性的实验数据对所设计的系统性能进行了评估。实验结果表明,采用该系统处理数据能够在一定程度上消除多途效应的影响,从而提高了时延估计的精度,并且相比于计算机自动跟踪具有更强的灵活性和可靠性。 最后,对不同实验情况下的数据进行了集中处理,并对实验结果进行了详细的分析。分析结果验证了定位系统的可行性及有效性。