解高重频时差模糊的仿真研究

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1、解高重频时差模糊的仿真研究唐波孟建（电子对抗国防科技重点实验室成郴）r■摘要论述用粗湄向解离重频时差模糊的算法，在MATLAB平台上编制了仿真软件,对不同的寥败设置进行仿真，分析粗测向误差对解模糊成功率的彩响。本文的结论对时差宦位系銃的方案论证有一定的參考意义°■关st词无源定位时差定位嵐逐计算机仿真时差定位系统具有较高的定位精度，但当目标是高重频雷达时，时差定位存在时差模糊。本软件建立在MATLAB平台上，针对粗测向解高重频时差模糊过程进行仿真,研究解模糊算法的有效性以及粗测向误差对解模糊成功率的

2、影响。根据典型的时差定位系统的要求，辐射源的重复频率设为300kHz,目标距离设定为130km左右o1算法模型1.1系统坐标时差定位系统的目标距离都比较远,因此不考虑高度和俯仰角的影响,可将三维坐标简化为二维平面坐标模型。系统为三站时差定位系统。为方便坐标定义,采取典型的布局方式，令两副站与基站的距离均为35kra,且三站在同一直线上，侦察站的布局的坐标定义如图1所示。辐射源到两个侦察站的时间差可以确定一条双曲线，一对左右时差的定位结果就是两条双曲线的两个交点,为了剔除其中的虚假点,需要另设先验条件

3、。假定已知目标只出现在侦察站的某一边（图2中V>0的区域），一对左右时差的定位结果将唯一确定。JlY左站-e--35k»屯站X-H—?35km1侦察站的布局和坐标的定义1.2误差模型1.2.2测向误差随机误差呈正态分布，方差为测向的均方根误差。1.3目标的运动摸型2模拟软件的结构1.2.1时差的测量误差时差的测量误差由前端的测时精度决定，如果前端对时差的截断误差为100ns,令时差的真值为血(小,则测量值心($)为dt-round(10^7dr)/10~7(1)其中,round(x)表示截取到离x最

4、近的整数。测向误差厶8由两部分组成:系统误差△弘和随机误差S即:系统误差是测向系统自身的误差,在某一状态下(如角度、温度、湿度等)是不变的。在较短时间内目标的方位变化不大，可以认为系统误差不变。对运动的目标做一个简化的物理模型:一小段时间内，认为它在一个不变的合力的推动下作曲线运动,解高重频模糊算法限制在这一小段时间内。若目标在某一恒力作用下运动,则运动轨迹为抛物线，在坐标的任一维上，其坐标P可表示为时间I的二次多项式:1.2误差模型1.2.2测向误差随机误差呈正态分布，方差为测向的均方根误差。1.

5、3目标的运动摸型2模拟软件的结构1.2.1时差的测量误差时差的测量误差由前端的测时精度决定，如果前端对时差的截断误差为100ns,令时差的真值为血(小,则测量值心($)为dt-round(10^7dr)/10~7(1)其中,round(x)表示截取到离x最近的整数。测向误差厶8由两部分组成:系统误差△弘和随机误差S即:系统误差是测向系统自身的误差,在某一状态下(如角度、温度、湿度等)是不变的。在较短时间内目标的方位变化不大，可以认为系统误差不变。对运动的目标做一个简化的物理模型:一小段时间内，认为它

6、在一个不变的合力的推动下作曲线运动,解高重频模糊算法限制在这一小段时间内。若目标在某一恒力作用下运动,则运动轨迹为抛物线，在坐标的任一维上，其坐标P可表示为时间I的二次多项式:P(x)=at2+5/+c(3)因此在对测向交叉定位得到的初定位航迹的平滑将简化为一维的问题，两个分量的坐标合成即得到平滑的的二维运动轨迹。由于对目标的运动没有其它的先决条件，平滑算法将采用最小二乘法计算(3)式的系数，最少需要3个已知点。对于一个较长的时间段，可分解为多个小时间段，在每个小时间段里，可以认为目标在恒力作用下作

7、曲线运动，本软件的解模糊方法仍然适用°此时航迹平滑可参考文献[3]提出的方法。1.4目标的真实航迹目标的真实航迹设置为匀速直线或时间的二次曲线。为了方便起见,令取样点的时间间隔相同。如果取样点的时间间隔不同，只是计算复杂一些，原理上没有区别。模拟软件的流程如图2所示。从功能上分析，模拟软件应完成两项工作：第一,根据测量误差模型对真实航迹仿真，生成包含误差和模糊的时差和粗测向数据；第二,根据测量数据计算岀目标的航迹。分别计算测向定位航迹Px和时差定位航迹P3,并用平滑的测向定位航迹卩2解高重频时差模糊

8、，找岀确定的时差定位航迹P4C另外，为了评估解模糊算法的有效性,还应计算出无模糊的时差定位航迹如果几和匕一致，则解模糊成功。结束图2摸拟软件的潦程F3仿真结果3.1无饌糊的时差定位图3是无模糊的时差定位结果,表示真实航迹上的取样点「0”表示与之对应的时差精度为100ns的定位点;图3(a)的目标位于基站的法线附近，图3(b)的目标偏离基站的法线大约401皿图示表明,当目标距离为130km时,定位误差不到0・5皿,说明时差定位具有较高的精度。3.2測向误差对解高萱频时差