内容简介

时频差无源定位理论与实践》结合国内外的新研究与发展现状,针对连续通信、猝发脉冲辐射源,分别从集中式、分布式两种体制深入介绍了时频差这一重要的无源定位技术。《时频差无源定位理论与实践》分为7章,主要内容包括绪论、时频差定位系统、连续信号的时频差估计、猝发信号定位参数估计、时频差精确估计、多平台集中式无源定位、多平台分布式时频差无源定位等。

时频差无源定位理论与实践》可供高等院校信号分析与处理、雷达信号处理、电子信息工程等专业的高年级本科生或研究生阅读,也可供电子侦察、雷达工程、无源定位、信号处理等领域的广大专业技术人员参考。

目录

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《时频差无源定位理论与实践》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CRLB47

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

4.3.2TOA折叠模型73

4.3.3腐蚀算子及野值处理73

4.3.4KN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加权最小二乘初值解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加权最小二乘初值解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

前言/序言

无源定位是现代军事情报保障和态势感知的重要手段,通过截获测量目标自身的辐射源信号并测量相应的参数,可以完成对目标的定位。相比于雷达系统,无源定位具有隐蔽性强、作用距离远、建设成本低的优点。根据所用观测量的不同,无源定位技术包括测向交叉、测时差、时频差等专门的定位技术。其中,基于时频差的定位是其中重要的一个分支,常见于各类天基、地基、机动侦察定位系统中,具有重要的研究与应用价值。

时频差无源定位理论与实践》内容针对时频差无源定位领域的理论与实践,专门介绍了该领域的一些基本的信号处理概念与方法。其基本特点是,聚焦时频差无源定位,既包含该领域的基本概念与理论,又较为全面地反映了近几年来时频差无源定位的最新研究结果,力求做到使时频差定位技术知识系统化、条理化。在内容组织上,既包含基本的定位参数估计,也包含定位解算算法;既包含传统的集中式时频差估计,也包含最新的分布式时频差定位。《时频差无源定位理论与实践》是作者所在团队近年来在无源定位领域中研究工作的总结和梳理,主要从时频差定位的角度,总结了针对时频差定位的一些基本原理和最新的研究结果,供读者参考使用。

时频差无源定位理论与实践》共分为7章。第1章为绪论,主要介绍了时频差无源定位的相关背景知识,是时频差无源定位的先导;第2章主要介绍了时频差定位系统的主要配置,是进行时频差无源定位的基础;第3章至第7章是《时频差无源定位理论与实践》的主体部分,主要从连续信号、脉冲信号的参数估计,集中式定位、分布式定位等方面,介绍了作者所在团队的研究结果,是时频差无源定位技术的主体内容。


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