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随着电子战技术的迅速发展,传统的有源探测定位设备受到了严重的威胁,而无源定位技术能在自身不发射电磁信号的条件下,隐蔽地确定目标的位置,具有作用距离远、隐蔽性好、不受干扰和不污染环境等优点,在航海、航天和电子战领域得到了广泛的应用。
本文针对单站、多站无源定位技术的原理和定位误差进行了深入而具体的研究。包括无源定位技术的各种定位方法、相应的定位算法的定位精度和误差分布等内容,为单基站、多基站无源定位提供了必要的理论依据和关键技术。
本文主要完成的工作可以归纳如下:
1、介绍了空间定位的基本原理和几种定位常用到的运动模型,包括离散匀速模型、离散加速模型和Singer模型等。
2、详细分析了无源定位的系统过程和需要解决的关键问题,包括信号的检测和分离、估计目标的位置、确定目标的轨迹等。接着介绍了几种常见的定位方法,主要有测向交叉定位方法和测向测时差联合定位方法,并分析了两种方法适用的情况。
3、具体描述了卡尔曼滤波和粒子滤波的基本原理,列出了两种滤波的具体实现步骤,并且建立相应的观测模型,把它们运用到无源定位跟踪上。然后先对单基站的情况进行了仿真。一种是目标在三维空间匀速运动,另外一种是目标有随机加速度的情况。仿真结果表明,两种滤波方法对匀速运动的跟踪效果差别不大,而粒子滤波对机动模型有更好的跟踪效果。
4、将无源定位推广运用到多基站的问题中,也分别对匀速模型和Singer模型进行了仿真,并与上述的单基站的情况进行了对比,结果表明多基站的无源定位精度往往要优于单基站的情况。最后分析了单基站和多基站无源定位所适合的情况,并对多基站布局对定位精度的影响进行了初步的分析。