全新时频差无源定位理论与实践胡德秀9787560651071

章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 无源定位技术发展现状 1 1.2.1 无源定位系统的发展历史 2 1.2.2 我国无源定位技术的发展现状 6 1.3 时频差无源定位 7 1.4 全书结构与内容安排 9 参考文献 10第2章 时频差定位系统 12 2.1 引言 12 2.2 观测量 12 2.2.1 信号到达时间 13 2.2.2 信号到达时间差 13 2.. 信号到达频率差 14 2.2.4 多普勒频差变化率 14 2.2.5 信号到达角度 15 2.2.6 角度变化率 15 2.2.7 接收信号强度 16 2.2.8 到达增益比 16 . 系统组成 17 ..1 站点配置 17 ..2 时频同步 18 .. 站间传输 20 ..4 信号接收采集 21 ..5 参数估计 22 .. 定位解算 2.4 辐源特分析 25 2.4.1 辐源信号特点 25 2.4.2 接收链路分析 25 2.5 定位精度分析方法 26 本章小结 28 参考文献 28第3章 连续信号的时频差估计 29 3.1 引言 29 3.2 连续信号的时差估计 29 3.2.1 估计模型与精度下界 29 3.2.2 估计方法 33 3.. 基于MCMC的被动时延估计 34 3.2.4 实验及分析 37 3.3 连续信号的时频差估计 42 3.3.1 估计模型与精度理论下界 42 3.3.2 估计方法 43 3.4 联合时差、频差、频差变化率参数估计 44 3.4.1 问题描述与时变参数模型 44 3.4.2 联合估计CRLB 47 3.4.3 基于SAF的联合估计方法及其能分析 52 本章小结 67 参考文献 67第4章 猝发信号定位参数估计 6 .1 引言 6 .2 脉冲信号及其TOA初始测量 69 4.2.1 跳频脉冲信号 69 4.2.2 脉冲信号的TOA测量 71 4.3 脉冲信号的分选 71 4.3.1 问题描述 71 4.3.2 TOA折叠模型 73 4.3.3 腐蚀算子及野值处理 73 4.3.4 KN近邻法无监督分类 75 4.3.5 算法流程 75 4.3.6 能分析 76 4.4 跳频信号高精度时频差估计 78 4.4.1 问题描述与信号模型 79 4.4.2 非相干积累方法 80 4.4.3 归一化相干积累方法 80 4.4.4 理论精度分析 82 4.4.5 能分析 86 本章小结 87 参考文献 88第5章 时频差估计 89 5.1 引言 89 5.2 插值拟合算法 89 5.3 基于带通采样的拟合算法 90 5.3.1 信号重构 90 5.3.2 二分搜索法估计时延 91 5.3.3 计算量分析 92 5.3.4 实验 92 5.4 基于二阶锥规划的定位参数估计算法 94 5.4.1 基于广义延拓逼近法的规划函数构建方法 95 5.4.2 二阶锥规划基础理论 96 5.4.3 基于二阶锥的时延估计算法 98 5.4.4 基于二阶锥的TDOA和FDOA联合估计算法 106 本章小结 117 参考文献 117第6章 多平台集中式无源定位 119 6.1 引言 119 6.2 时频差定位 119 6.2.1 加权二乘初值解 119 6.2.2 加权梯度法解 121 6.. 能分析 122 6.3 联合频差变化率的定位 124 6.3.1 定位模型 124 6.3.2 定位的CRLB及其分析 126 6.3.3 加权二乘初值解 128 6.3.4 加权梯度法解 130 6.3.5 算法主要步骤 131 6.3.6 能分析 132 本章小结 136 参考文献 136第7章 多平台分布式时频差无源定位 138 7.1 引言 138 7.2 基于极大似然的分布式平台目标定位算法 138 7.2.1 目标定位算法模型 138 7.2.2 初值估计 143 7.. 定位精度分析 146 7.2.4 实验 147 7.3 存在站址误差下的分布式平台极大似然目标定位算法 154 7.3.1 考虑站址误差的目标时频差定位算法模型 154 7.3.2 初值估计 163 7.3.3 定位精度分析 164 7.3.4 实验 164 本章小结 173 参考文献 173

无源定位是现代军事情报保障和态势感知的重要手段，通过截获测量目标自身的辐源信号并测量相应的参数，可以完成对目标的定位。相比于雷达系统，无源定位具有隐蔽强、作用距离远、建设成本低的优点。根据所用观测量的不同，无源定位技术包括测向交叉、测时差、时频差等专门的定位技术。其中，基于时频差的定位是其中重要的一个分支，常见于各类天基、地基、机动侦察定位系统中，具有重要的研究与应用价值。本书内容针对时频差无源定位领域的理论与实践，专门介绍了该领域的一些基本的信号处理概念与方法。其基本特点是，聚焦时频差无源定位，既包含该领域的基本概念与理论，又较为全面地反映了近几年来时频差无源定位的研究结果，力求做到使时频差定位技术知识系统化、条理化。在内容组织上，既包含基本的定位参数估计，也包含定位解算算法；既包含传统的集中式时频差估计，也包含的分布式时频差定位。本书是作者所在团队近年来在无源定位领域中研究工作的总结和梳理，主要从时频差定位的角度，总结了针对时频差定位的一些基本原理和的研究结果，供读者参考使用。全书共分为7章。章为绪论，主要介绍了时频差无源定位的相关背景知识，是时频差无源定位的先导；第2章主要介绍了时频差定位系统的主要配置，是进行时频差无源定位的基础；第3章至第7章是本书的主体部分，主要从连续信号、脉冲信号的参数估计, 集中式定位、分布式定位等方面，介绍了作者所在团队的研究结果，是时频差无源定位技术的主体内容。本书由胡德秀、刘智鑫、赵勇胜共同编著，其中，胡德秀主要负责、3、4、6章的写作，刘智鑫主要负责第5、第7章的写作，赵勇胜主要完成第2章的写作。赵拥军教授、黄洁教授对全书进行了审阅和指导，并提出了宝贵的意见与建议，在此表示诚挚的感谢。清华大学黄振老师也对本书内容的研究过程进行了耐心指导，在此同样表示诚挚的感谢。本书在编写过程中也得到了战略支援部队信息工程大学五院各级领导与同事们的帮和指导，在此深表感谢。本书主要内容的研究得到了自然科学（项目编号61703433）的支持和资，在此一并表示感谢。由于作者水平有限，本书难免存在一些疏漏和不足之处，殷切希望广大读者批评指正。