单站无源定位技术研讨范文

《电子科技》2014年第五期

1方位/多普勒频率联合定位

方位/多普勒频率联合定位法，就是通过测量得到的多普勒频率提取目标的径向速度信息，然后结合测角系统所测得的方位信息对目标进行定位。对于连续波或有较长持续时间的信号辐射源，还可测量到达信号的频率。由于测得频率包含了目标相对观测器运动引起的多普勒成分，因此实质上包含了目标运动的状态，在一定条件下可结合实际情况进行解算，且不受目标辐射电磁波的载频已知与否的限制。根据运动学原理，当观测器与目标辐射源作相对运动时，利用相互运动信息，可实现对目标的无源定位与跟踪［5］。在XOY平面进行分析，假设观测站静止不动，位于坐标原点O(0，0)。辐射源目标远离观测站，在观测起始点即t1时刻位于(x1，y1)点，其方位角为θ1;且目标以速度v作匀速直线运动。速度v在X轴和Y轴方向的投影分别为vx和vy;经M次观测，于tM时刻到达位置(xM，yM)，其方位角为θM。假设辐射源的工作波长λ已知，取tM时刻目标的状态向量为X3采用方位/多普勒频率的定位算法式(9)是在方位/多普勒频率的测量无噪声时，目标状态与观测量值之间的理想状态。但由于对方位/多普勒频率的测量必然包含有噪声。为此首先对式(9)的矩阵方程进行等效处理。设含有噪声的测量值。

2仿真结果与分析

假设辐射源起始位置于点(－40km，40km)，vx=300m/s，vy=10m/s，做匀速直线运动，观测站静止于远点处，雷达天线扫描周期为T=10s。仿真通过M=700次观测得到的方位角和多普勒频率信息，经100次蒙特卡洛实验，得到定位结果均方根误差RMSE如图2所示。图2(a)为方位角测量噪声标准差为1°时不同多普勒频率测量噪声标准差对均方根误差的影响，图2(b)为多普勒频率测量噪声标准差为1Hz时不同方位角测量噪声标准差对均方根误差的影响。对于图2中单条曲线，当观测次数M较小时，均方根误差较大，定位精度较低，定位结果并不准确，但随着观测次数的增加，均方根误差逐渐减小，定位精度逐渐增高，而定位结果则更为准确。如图2(a)所示，当方位角测量噪声标准差一定时，多普勒频率信息测量噪声标准差越小，均方根误差越小，而定位精度则越高;如图2(b)所示，当多普勒频率测量噪声标准差一定时，方位角测量噪声标准差越小，均方根误差越小，定位精度则越高。比较图2(a)和图2(b)可看出，多普勒频率测量噪声标准差对均方根误差的影响比方位角测量噪声标准差明显。

3结束语

单站无源定位技术是一种新兴的且有潜力的被动定位技术，该技术对于提高系统在电子战环境下的生存能力具有重要意义。此处该技术不仅在军事领域有着重要地位，在民用领域也有广泛应用。本文主要从定位方法和观测模型的建立两方面对单站无源定位技术进行了研究。通过仿真结果验证了，该定位技术的可行性。目前，单站无源定位方法尚不成熟，仍有一些问题需要解决，如算法的稳定性、定位精度和定位时延等，还有待进一步的研究。

作者：邱汇单位：西安电子科技大学电子工程学院