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《電子科技》2014年第五期

1方位/多普勒頻率聯合定位

方位/多普勒頻率聯合定位法，就是通過測量得到的多普勒頻率提取目標的徑向速度信息，然后結合測角系統所測得的方位信息對目標進行定位。對于連續波或有較長持續時間的信號輻射源，還可測量到達信號的頻率。由于測得頻率包含了目標相對觀測器運動引起的多普勒成分，因此實質上包含了目標運動的狀態，在一定條件下可結合實際情況進行解算，且不受目標輻射電磁波的載頻已知與否的限制。根據運動學原理，當觀測器與目標輻射源作相對運動時，利用相互運動信息，可實現對目標的無源定位與跟蹤［5］。在XOY平面進行分析，假設觀測站靜止不動，位于坐標原點O(0，0)。輻射源目標遠離觀測站，在觀測起始點即t1時刻位于(x1，y1)點，其方位角為θ1;且目標以速度v作勻速直線運動。速度v在X軸和Y軸方向的投影分別為vx和vy;經M次觀測，于tM時刻到達位置(xM，yM)，其方位角為θM。假設輻射源的工作波長λ已知，取tM時刻目標的狀態向量為X3采用方位/多普勒頻率的定位算法式(9)是在方位/多普勒頻率的測量無噪聲時，目標狀態與觀測量值之間的理想狀態。但由于對方位/多普勒頻率的測量必然包含有噪聲。為此首先對式(9)的矩陣方程進行等效處理。設含有噪聲的測量值。

2仿真結果與分析

假設輻射源起始位置于點(－40km，40km)，vx=300m/s，vy=10m/s，做勻速直線運動，觀測站靜止于遠點處，雷達天線掃描周期為T=10s。仿真通過M=700次觀測得到的方位角和多普勒頻率信息，經100次蒙特卡洛實驗，得到定位結果均方根誤差RMSE如圖2所示。圖2(a)為方位角測量噪聲標準差為1°時不同多普勒頻率測量噪聲標準差對均方根誤差的影響，圖2(b)為多普勒頻率測量噪聲標準差為1Hz時不同方位角測量噪聲標準差對均方根誤差的影響。對于圖2中單條曲線，當觀測次數M較小時，均方根誤差較大，定位精度較低，定位結果并不準確，但隨著觀測次數的增加，均方根誤差逐漸減小，定位精度逐漸增高，而定位結果則更為準確。如圖2(a)所示，當方位角測量噪聲標準差一定時，多普勒頻率信息測量噪聲標準差越小，均方根誤差越小，而定位精度則越高;如圖2(b)所示，當多普勒頻率測量噪聲標準差一定時，方位角測量噪聲標準差越小，均方根誤差越小，定位精度則越高。比較圖2(a)和圖2(b)可看出，多普勒頻率測量噪聲標準差對均方根誤差的影響比方位角測量噪聲標準差明顯。

3結束語

單站無源定位技術是一種新興的且有潛力的被動定位技術，該技術對于提高系統在電子戰環境下的生存能力具有重要意義。此處該技術不僅在軍事領域有著重要地位，在民用領域也有廣泛應用。本文主要從定位方法和觀測模型的建立兩方面對單站無源定位技術進行了研究。通過仿真結果驗證了，該定位技術的可行性。目前，單站無源定位方法尚不成熟，仍有一些問題需要解決，如算法的穩定性、定位精度和定位時延等，還有待進一步的研究。

作者：邱匯單位：西安電子科技大學電子工程學院