[正版]电子战目标定位方法(第二版)

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 目录

第1章  辐射源定位技术简介
1.1  简介
1.2  梯度下降法
1.3  小结
参考文献

第2章  三角定位法
2.1  简介
2.2  基本概念
2.3  最小二乘误差估计
2.4  总体最小二乘估计
2.5  最小二乘距离误差定位算法
2.6  最小均方误差估计
2.7  离散概率密度法
2.8  广义方位角法
2.9  最大似然定位算法
2.10  多重采样相关定位法
2.11  纯方位目标运动分析
2.12  三角定位中的误差来源
2.13  小结
附录2A  最小二乘误差估计程序
附录2B  广义方位角定位法程序
参考文献

第3章  测向技术
3.1  简介
3.2  波达方向阵列处理测量方法
3.3  其他到达角估计方法
3.4  最小均方误差相位干涉仪
3.5  巴特勒矩阵测向法
3.6  声表面波器件测量相位差法
3.7  结论
参考文献

第4章  MUSIC
4.1  简介
4.2  MUSIC概述
4.3  MUSIC
4.4  建模误差下的MUSIC性能分析
4.5  波场数目估计
4.6  相位误差对MUSIC精度的影响
4.7  其他超分辨率算法
4.8  结论
参考文献

第5章  二次定位法
5.1  简介
5.2  到达时间差定位技术
5.3  差分多普勒定位
5.4  距离差方法
5.5  小结
参考文献

第6章  时间延迟估计
6.1  简介
6.2  系统概述
6.3  互相关
6.4  广义互相关
6.5  广义相关法估计时间延迟
6.6  利用互谱密度相位进行时间延迟估计
6.7  电子战到达时间差测向系统中的频率和相位误差的影响
6.8  结论
参考文献

第7章  单站定位技术
7.1  简介
7.2  高频信号传播特性
7.3  单站定位技术
7.4  无源单站定位技术
7.5  采用倒谱计算到达时间差
7.6  基于MUSIC倒谱的单站定位
7.7  地球曲率
7.8  天波测向误差
7.9  射线追踪
7.10  电离层传播信号中的单站定位技术与三角定位法的精确度比较
7.11  结论
参考文献

附录A  GRassmann代数学
附录B  非线性规划算法
缩略语
 

 前言/序言

译者序
电子目标定位是指通过测量辐射源的电磁波信号参数，来确定辐射源及其携载平台或目标的位置，这些电子目标包括导弹制导雷达、地面监视雷达、机载预警雷达、轰炸机／隐身飞机／直升机上的雷达、干扰机，以及通信电台等。对上述电子目标的准确定位技术是当前电子战领域的核心问题之一，在越来越强调隐蔽攻击的现代战争中，其地位和作用更是越来越重要。例如，在军事系统中，它有助于精确打击武器的使用，为最终摧毁对方提供有力的保障。在民用系统中，它也可以为目标提供可靠的服务，起到安全保障作用。而且，随着数字化接收机和现代信息处理技术的发展，对电子目标定位技术的研究和应用越来越广泛、越来越深入，新方法、新技术、新装备不断涌现，性能水平持续提高。
Richard A. Poisel博士是一位资深的电子战专家，曾任美军研究、开发、工程指挥、情报与信息战实验室负责人，亚利桑那州Fort Huachuca陆军情报中心高级技术顾问，雷神公司导弹系统部资深工程师。本书是作者结合多年在雷达、通信电子战领域丰富的研究成果撰写而成的电子战技术专著。
《电子战目标定位方法（第二版）》在该书第一版基础上，针对电子目标定位领域的新理论和新方法，补充完善了方位测量、时延估计、超分辨参数估计等新内容，并针对一些具体应用问题进行了详细分析。全书共包含7章内容，第1章：辐射源定位技术简介，介绍了梯度下降算法；第2章：三角定位法，包括最小二乘距离误差定位算法、最小均方误差估计算法、最大似然估计三角测量算法，以及误差源分析等；第3章：测向技术，包括基于阵列信号处理的方位到达角估计算法、最小均方误差相位干涉算法、基于声表面波器件的相位差估计技术等；第4章：MUSIC，包括MUSIC算法模型介绍、信号数目估计方法、相位误差对算法性能影响的分析等；第5章：二次定位法，包括基于TDOA估计的定位技术、差分多普勒定位方法，以及距离差定位方法；第6章：时间延迟估计，包括基于广义相关的时延估计算法、基于互相关谱相位的时延估计算法、频率和相位误差在方向测量系统中的影响分析；第7章：单站定位技术，包括高频信号传播特性、基于倒谱计算的TDOA估计算法、基于MUSIC倒谱的单站定位算法、射线追踪、对电离层传播信号的单站定位和三角定位精度分析等。本书从基础数学公式开始，详细论述了各种电子目标定位方法的基本原理，还给出了大量的插图和详细的实例说明，具有很强的科研和工程应用参考价值。
本书由长期从事相关领域工作的王沙飞、田中成翻译，全书的翻译出版得到了房金虎、吕跃广等领导和同事们的大力支持和帮助，借此机会谨向他们表示诚挚的谢意。
电子战目标定位方法所涉及领域较广，因学识水平所限，虽经数遍认真校对，翻译中难免有理解与表述方面的偏差或错误，恳请读者给予批评指正！

前言
本书主要研究对辐射无线电信号的非合作目标进行定位的方法和技术。目标定位对于多数军用电子战系统来说是一项关键功能，至少对于战术应用来说是如此。
第二版中新增的几章主要讨论有关用于定位计算的基本参数的估计方法，如感兴趣信号到达角以及到达时间和频率差等其他时间、频率、幅度、相位参数的估计方法，这些内容在第一版中未包括。由于噪声的影响，在实际应用中这些参数均是作为统计量来处理的。
本书内容的最初提出是以实际应用为目标的，利用提供的信息可实现相关硬件和算法。同时，其也可以作为定位估计方法进一步深入研究的起点。
本书内容可用于电子战辐射源定位方法的短期课程。由于没有给出章后习题，因此作为完整课程一部分的教材，本书并不完全适合；在补充习题后也可满足上述需求。在这种用途下，其适于作为高年级本科生或低年级研究生的工程课程教材。
本书的目标读者和第一版一样，主要面向拥有理工科（四年制）以上学位、初涉电子战领域的技术人员。该书可供开展实际工作的工程技术人员参考，也可供理论研究人员使用。
阵列波束形成在本书中没有详细研究，这是一种在抑制其他方向干扰信号的同时测定感兴趣信号到达角的方法。由于在参考文献[1]中对该方法有完整的论述，因此这里不再包括这一内容。同样的原因，由于相位干涉理论在参考文献[2]中有详细的论述，同样没有在这里详述。
在第1章简介之后，第2章深入研究了三角定位法的相关概念。这一章与第一版相比变化不大。三角定位法是指基于两个及更多截获站点上测定的信号到达角来估计目标辐射源的位置。在假定接收系统的位置已知的情况下，利用这些角度所确定的线的交点来估计目标的位置。
第3章在本版中为全新内容。如何获取第2章中三角定位法所要利用的到达角，在第一版中并未提及。在这一版中给出了几种方法，其中一种重要方法是MUSIC方法，它是子空间方法的一个典型代表。第4章专门讨论MUSIC算法及其特性。
第5章同第2章一样，与第一版相比变化不大。主要是讨论到达时间差、到达时间、差分多普勒以及距离差方法等二次定位方法。第6章研究了估计到达几个接收系统的信号时间延迟的方法，这一主题在第一版中未包括。
在第一版中，我们对单站定位技术进行了研究。本书第7章对该问题进一步展开。
本书收入了两个附录，对正文中所涉及的数学问题中的两项内容进行进一步阐述。
在本书这样的技术著作中，错误在所难免，作者对这些错误和疏忽负责。同时，欢迎提出建设性反馈意见。

 内容简介

    本书为电子战目标定位方法的权威著作。全书共7章。第1章介绍了目标定位问题和基本目标定位算法——梯度下降法。第2章讨论了基于三角定位法的位置估计算法。第3章和第4章讨论了测定一个或多个入射信号仰角的多种方法。第5章讨论二次定位方法，包括基于到达时间差（TDOA）、基于差分多普勒（DD）和基于距离差（RD）的定位方法，另外也讨论了噪声和误差方面的问题。第6章讨论了一些估计时间延迟的方法，包括经典的互相关法和广义相关法等。第7章讨论的单站无源定位技术是目前研究热点之一，详细介绍了对天波传播模式的高频信号进行单站定位的原理和方法，在此基础上介绍了基于MUSIC倒谱和基于射线追踪的单站定位算法。

读者对象

    本书可供各军兵种电子战、信息战部队指战员以及雷达工程、电子工程、系统工程、信号处理等相关专业的技术研究人员和工程管理人员使用，并可作为这些专业的研究生教材和参考书籍。

 作者/译者/编者简介

    Richard A. Poisel于1969年在密尔沃基工程学院获得电气工程学位，于1971年在Purdue大学获得同专业硕士学位。1971年至1973年在军队服役三年。退役后加入威斯康星大学，1977年在该校获得电子和计算机工程博士学位。1977年至2004年在同一个政府机构工作，该机构曾经数次更名，目前的名字为美国陆军研究、开发、工程指挥、情报和信息战实验室。1993年到1994年加入麻省理工学院Sloan管理学校成为Sloan Fellow，获得MBA学位。1997年到1999年，经过不懈努力，Poisel博士逐步从最初的研究学者成为实验室主管。1999年被任命为首席科学家，调任亚利桑那州Ft. Huachuca陆军情报中心，担任军队的技术顾问。2004年退休，2004年至2011年被Raytbeon公司位于亚利桑那州图森的导弹系统部聘为资深工程师，目前是电子战应用工程的咨询顾问。