无源定位中时差估计及定位方法的研究与实现

摘要

随着现代电子技术的不断发展，无源定位技术因其隐蔽性好，可增强系统的反侦察、抗干扰能力等优点而越来越受到重视。基于时差(TDOA)的无源定位技术更是以其定位精度较高、组网能力较强以及对接收系统要求较低等优点而受到广大学者的关注及研究。
　　本文围绕无源定位中的时差估计及定位算法展开了研究，并对时差估计及定位算法进行实现。首先，本文介绍了互相关算法和非相干时差估计算法，仿真对比了这两种算法的时差估计性能；研究了基于自适应原理的ETDE和ETDGE(Exiplicit Time Delay and Gain Estimation)算法，并针对这两种算法在低信噪比下对非白信号间的时差估计存在偏差的问题，对算法进行改进，提出了一种考虑噪声输入的ETDE改进算法；还研究了MMLETDE(Mixed Modulated Lagrange Explicit Time Delay Estimation)时差估计算法，同时也在考虑噪声输入的条件下，对MMLETDE算法进行改进，提出了一种低信噪比下的MMLETDE改进算法；仿真验证了这两种改进算法的时差估计性能。
　　其次，本文简单介绍了经典的泰勒级数法和Chan法，并对考虑站址误差的两步最小二乘法进行了研究，在不同条件下对所研究的时差定位算法的定位性能进行仿真。
　　接着，本文研究了基于时差和频差(FDOA)的最大似然直接位置确定(ML-DPD)算法以及基于时差的自适应直接位置确定(ADPD)算法；针对基于时差的ADPD算法中收敛速度和稳态误差难以权衡的问题，提出了一种变步长归一化交替迭代的ADPD算法；此外，针对基于时差的ADPD算法在低信噪比下对非白信号源的定位存在偏差的问题，提出了一种低信噪比下的ADPD算法；仿真验证了所改进的算法的定位性能。
　　最后，本文对无源定位中的时差估计以及时差定位算法进行了实现，介绍了该算法实现中各个模块的设计过程，并分别对时差估计模块和时差定位模块进行了测试，简单分析了测试的结果。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究与发展现状

1.3 本文工作与论文安排

第二章 无源定位中的时差估计算法研究

2.1 互相关算法

2.2 非相干时差估计算法

2.3 ETDGE算法

2.4 MMLETDE算法

2.5 考虑噪声输入的ETDE改进算法

2.6 低信噪比下的MMLETDE改进算法

2.7 本章小结

第三章 无源定位中的时差定位算法研究

3.1 泰勒级数法

3.2 Chan法

3.2 考虑站址误差的两步最小二乘法

3.4 算法仿真

3.5 本章小结

第四章 无源定位中的直接定位算法研究

4.1 基于时差和频差的最大似然直接位置确定算法

4.2 基于时差的自适应直接位置确定算法

4.3 变步长归一化交替迭代的自适应直接位置确定算法

4.4 低信噪比下的自适应直接位置确定算法

4.5 本章小结

第五章 无源定位中时差估计及定位算法实现

5.1 时差估计及定位模块总体设计

5.2 时差估计模块设计

5.3 时差定位模块设计

5.4 时差估计测试及定位模拟测试

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果