地基分布式组网探测临近空间目标定位方法研究

摘要

近年来关于对临近空间目标发现、识别和探测技术的研究越来越受到各国的重视。本文介绍了几种常规目标定位算法并分析了它们之间的性能。以典型临近空间目标X-51A为例，分析其各个波段的雷达反射截面以及多普勒频移大小，建立基于地基分布式组网探测的临近空间目标定位方法，采用改进的ESPRIT算法和ESPRIT导向矢量互相关算法完成对临近空间目标定位。
　　本研究主要内容包括：⑴提出了一种改进ESPRIT算法用于临近空间目标定位。为了更加充分的利用数据信息，提高定位精度，对各个地基分站接收到的原始数据进行重构“升维”，而为了消除数据重构带来的计算量增加的影响，采取对后期矩阵束左乘和右乘一个没有任何信息的“降维”矩阵的策略。仿真实现基于改进ESPRIT算法对临近空间目标定位。⑵提出了一种改进ESPRIT导向矢量互相关算法用于临近空间目标定位。改进导向矢量互相关算法先期采用矩阵重构的方式，直接分离出目标相对于两个分站的角度信息，估算出其中的一个，另一个角度信息用前一个代数表达式求出，即避免了构造的匹配算法代入的误差，降低了构造矩阵带来的计算量的增加问题。仿真实现了基于改进ESPRIT导向矢量互相关算法对临近空间目标定位。⑶分析基于改进ESPRIT算法和改进ESPRIT导向矢量互相关算法对临近空间目标定位误差的影响，分别从目标距离、信噪比、阵元数和布阵半径方面分析其对目标定位误差的影响。对改进ESPRIT算法和改进ESPRIT导向矢量互相关算法与其两种常规算法的定位误差进行分析对比，得出两种改进算法都降低了定位误差。在其它条件相同的情况下，分别从五组不同的布阵形式分析了临近空间目标定位误差的差异，给出了减少定位误差布阵形式的优化建议。

目录

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文研究内容

1.5 论文章节安排

第二章 临近空间目标特性及其定位方法

2.1 引言

2.2 临近空间目标特性

2.3 临近空间目标定位方法

2.4 目标定位常规算法

2.5 本章小结

第三章 临近空间目标定位仿真研究

3.1 引言

3.2 临近空间目标定位方法模型

3.3 基于临近空间目标定位具体算法选择

3.4 ESPRIT算法

3.5 ESPRIT导向矢量互相关算法

3.6 本章小结

第四章 临近空间目标定位误差分析

4.1 引言

4.2 临近空间目标速度因素对定位误差的影响

4.3 基于改进ESPRIT算法对临近空间目标定位误差分析

4.4 基于改进ESPRIT算法与常规ESPRIT算法定位误差对比

4.5 基于改进导向矢量互相关算法与其常规算法定位误差对比

4.6 分布式组网布阵形式对临近空间目标定位误差分析

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献