一种运动双站多脉冲无源定位算法

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252017VoI．38No．2SSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：／／hkxb．buaaeducnhkxb@buaaedu．CR一种运动双站多脉冲无源定位算法周龙健，罗景青*，俞志富，吴世龙解放军电子工程学院，合肥230037摘要：针对运动双站对已知高度的地面目标辐射源高精度定位问题，借鉴SAR成像原理和直接定位法思想，提出了一种利用空中两运动侦察站接收到目标多脉冲信号问的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)信息的无源

2、定位算法。采样时将观测时间分为快时间和慢时间，在快时间域估计时差，慢时间域估计频差，具体方法为：首先将两侦察站的采样信号在频域互相关，然后利用参考函数和广义Keystone变换消除距离单元徙动，再通过二维傅里叶变换得到目标位置点的TDOA和FDOA联合估计值，最后将时差频差联合估计值通过几何关系映射到目标的空间位置。仿真结果表明信噪比较高时逼近直接定位法的克拉美罗下限(CRI。B)，信噪比较低时仍然可以定位。此外，本文算法不仅计算量小，且适用于不可区分多目标辐射源定位问题，具有高精度和超分辨特性。关键词：无源定位；合成孔径雷达；直接定

3、位法；频域互相关；广义Keystone变换中图分类号：V243．2；TN911．7文献标识码：A文章编号：10006893(2017)02320251-10无源定位具有探测距离远、电磁隐蔽性好等优点，已成为各国研究的热点。传统无源定位方法[1。53通过多次测量得到目标的到达方向(Direc—tionofArrival，DOA)、到达时间差(TimeDiiferenceofArrival，TDOA)、到达频率差(Fre—quencyDifferenceofArrival，FDOA)等参数，然后对多次测量参数进行融合来定位，但是在多目标情

4、况下需要进行信号分选和参数配对。随着电子对抗技术的发展，通常在重点目标雷达辐射源周围布置有源诱饵雷达，来达到电子对抗反侦察、反干扰目的，此时就出现不可区分多目标定位问题。不可区分多目标是指在观测期间无法将采样信号、观测参数与目标对应的情况，例如在一个时间片内采集到多个目标辐射源的混合信号，信号在同一侦察波束内且时域频域混叠，不能确定采样信号是来自哪个目标或者哪几个目标。此时，传统定位方法就变得无能为力。近年来，WeissL63提出了直接定位法(DirectPositionDetermination，DPD)，直接利用采样信号估计目标辐

5、射源位置，无需进行参数测量。文献E6]给出了多观测站下单个窄带目标辐射源的最大似然估计算法，文献E7]介绍了直接定位法优势，文献E8]分析了在存在多径效应、阵列误差以及互耦引起的模型误差情况下的直接定位法，文献E9]研究了多目标辐射源情况下的直接定位法。文献[10一11]研究了基于TDOA和FDOA的最大似然估计的直接定位法。文献E12]研究了最大似然估计得到的互模糊矩阵与互模糊函数的转换关系，达到简化运算目的。文献E13—15]研究了基于稀疏表示的直接定位法。纵观上述直接定位方法，均需要进行多维搜索，计算量比较大。从定位角度看，SA

6、R成像是另一种形式定收稿日期：2016—03—23；退修日期：2016—05—05；录用日期：2016—07—05；网络出版时间：2016—07—1510：40网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／111929V201607151040002htmI基金项目：陕西省自然科学基础研究计划(2013JQ8020)*通讯作者．E—mail：luojingqing@126．COrn；

7、用格武：周龙健，多景青，俞志富．等i一种运动双站多棘冲无源定位算法!西．航空学报，2017，38(2)：320251，ZHOULJ，LUO

8、JQ，YUZF，etalAmulti-plusepassivelocalizationalgorithmforb／staticmovingstations【J二．ActaAeronaut／caetAstronaut／caSinfca，2017．38(2)：320251，320251．1航空学报位。SAR利用回波信号相关性，通过累积目标与侦察接收机之间相对运动产生的多普勒频率提高波束垂直向上的分辨率，从而在运动方向上合成等效雷达孔径，实现方位向的高分辨成像口6118I。近年来，很多学者对双基地合成孔径雷达[1⋯(Bi—staticSyn

9、theticApertureRadar，Bi—SAR)进行了研究。Bi—SAR把发射机安装在飞行高度较高的载体上，把接收机安装在机动性较高的低飞行高度的载体上，实现对观测区域成像。SAR通过对采样数据进行距离走动校正，再