輻射源定位可以獲取來波信號的到達方向(DOA)、時差(TDOA)、頻差(FDOA)等與輻射源位置有關的參數,再通過定位參數與輻射源位置之間的幾何關系,采用窮盡搜索法、最小二乘法、偽線性法、泰勒展開和梯度結合法等方法估計獲得輻射源的位置。
單站定位方法
單站定位方法指僅使用單個觀測站對目標位置進行估計的方法。最早僅測向定位技術,即單個觀測站在多觀測點進行角度的測量,通過方向線的相交來得到輻射源的位置信息。頻率法則是在傳感器運動狀態已知的情況下,通過傳感器運動軌跡的不同點對傳感器和輻射源之間相對運動產生的多普勒頻移進行測量,來實現對輻射源的定位。 后來,通過將測向和測頻相結合來實現無源定位。但由于角度和頻率測量精度的限制,上述方法存在收斂速度慢、定位精度差等缺點。為了實現對輻射源的快速高精度定位,單站無源定位系統不斷尋求新的觀測,這些觀測量包括目標輻射源信號的相位差變化率以及時差和載頻多普勒的變化率信息。
多站測向交叉定位方法
測角交叉定位是一種廣泛應用的經典定位方法。它是基于多觀測站對同一輻射源測得的多個信號到達方向構建角度觀測方程組,由此解算出輻射源的位置。
在幾何上,每個觀測站測得的角度對應一條方向線,多個方向線相交可得到輻射源的位置。這種定位方式對距離的依賴性比較強,當輻射源距離觀測站較遠時,較小的角度測量誤差將造成很大的定位誤差,不易實現精確定位。
多站時差定位方法
多站時差定位的方法是通過測量輻射源信號到達不同觀測站的時差來構建時差觀測方程,聯立多個時差觀測方程可計算出輻射源位置。幾何上,一個時差對應一個雙曲面,多站獲得的多個雙曲面相交可得到輻射源的位置。該方法具有較高的定位精度,但存在時差模糊的問題,因此難以適應發射高重頻脈沖串信號的輻射源。
多站多普勒差定位方法
當輻射源與觀測站之間存在相對運動時,可釆用多站多普勒差定位方法,它是基于多站測得的同一輻射源信號的多個多普勒差(頻差),構建相應的觀測方程組,估計出輻射源的位置及速度。
具有以下特點:1,由于頻差在高重頻條件下不易模糊,可用于定位高重頻脈沖輻射源,但是頻差在低重頻條件下易模糊,因此不適合定位低重頻脈沖輻射源。2,鑒于信號等效帶寬對時,差測量精度影響大,而對頻差測量精度無直接影響,該體制比時差定位體制更適于定位帶寬較窄的輻射源。
綜合多種觀測量的定位方法
上面的方法是基于單一類型觀測量的定位體制。也可以綜合運用多種類型的觀測量構成復合定位體制。常見的復合定位體制包括多站測向與時差聯合定位、多站測向與多普勒差聯合定位及多站時差與多普勒差聯合定位等。
復合定位體制通常具有更髙的定位精度或者能夠以更少的觀測站達到所需的定位精度,并且能適應更多類型的輻射源。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:多種輻射源定位方法,你都知道嗎?
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