基于测向的短波组网定位技术研究

摘要

随着通信技术的快速发展，短波作为一种信息传递的载体，在军事通信与经济建设中有着不可或缺的作用。由于短波波段频谱资源紧张，且短波定位系统有着造价低、组建简单、定位距离远的优点，发展对短波频段的监控定位技术有着重要意义。然而短波定位技术发展较为迟缓，大多数系统定位精度较低，因此，本文重点研究了基于测向的短波球面组网定位算法。
　　电离层信道模型与短波测向方法是短波组网定位算法的基础。本文研究了短波电离层信道的特性，选用Watterson信道模型建模，仿真结果证明信道模型具有很好的电离层信道特性。另外，由于短波频段拥挤，同一个观测站的接收信号中可能包含多个短波信号，可能还存在一些与目标辐射源无关的信号，本文分别提出了基于聚类分析的短波信号有效性识别算法与基于相关分析的信号匹配算法。经仿真分析，两种方法均能达到较高的准确率或成功率。论文引入阵列测向技术对短波信号测向，并仿真分析了不同信道参数对测向精度的影响。
　　在此基础上，论文经过理论推导提出了球面组网定位算法，算法考虑了地球曲率对定位精度的影响，使用多个观测站测得的示向线交会定位，并给出算术平均法、加权平均法、极大似然估计三种最佳定位点的估计方法。论文还推导出了定位精度的CRB界，仿真结果显示使用极大似然估计方法可以使定位精度逼近CRB界。
　　最后，论文给出了最优观测站选择的方法，并通过理论推导得出了最优布站时的一些结论，即当观测站测向误差一定时，观测站到辐射源的距离与定位精度的关系；当观测站到辐射源的距离不变时，各个测向线之间的角度关系。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作与结构

第二章 短波电离层信道建模与信号提取

2.1短波信号的传播形式与特点

2.2短波信道建模

2.3短波信号提取

2.4仿真分析

2.5本章小结

第三章 基于空间谱估计的短波测向算法

3.1短波测向的特点

3.2空间谱估计短波测向算法

3.3仿真分析

3.4本章小结

第四章 基于测向的短波球面组网定位算法

4.1测向定位算法中的一些基本概念

4.2短波定位原理

4.3基于测向的多站球面组网定位算法

4.4仿真分析

4.5本章小结

第五章 基于高精度定位的观测站最优化

5.1双站布站最优化分析

5.2多站布站最优化分析

5.3仿真分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献