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第一章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 国内外发展现状 2

1.3 无源定位系统的观测量 4

1.3.1 来波到达方向 4

1.3.2 来波到达时间 5

1.3.3 来波到达频率 6

1.3.4 来波到达幅度 8

1.4 无源定位系统的可能体制 8

1.4.1 双站测向交叉定位 9

1.4.2 三站时差二维双曲线定位 9

1.4.3 双站测向时差混合定位 11

1.5 无源定位中的基本算法 11

1.5.1 梯度下降法 11

1.5.2 线性均方估计 15

1.5.3 最小二乘估计 17

1.6 定位与跟踪中的滤波算法 18

1.6.1 动目标跟踪动态模型 18

1.6.2 卡尔曼滤波算法 19

1.6.3 α-β与α-β-γ滤波算法 23

1.6.4 扩展卡尔曼滤波算法 26

1.6.5 不敏卡尔曼滤波算法 30

1.6.6 Bayes滤波 32

1.6.7 粒子滤波 34

1.7 定位误差表示 38

参考文献 39

第二章 高精度时延估计 42

2.1 最小熵时延估计 42

2.1.1 信息熵 42

2.1.2 最小熵时延估计 43

2.1.3 语音信号的时延估计 45

2.1.4 仿真分析 46

2.2 参数化时延估计 47

2.2.1 广义互相关算法 47

2.2.2 参数化时延估计算法 48

2.2.3 仿真分析 52

2.3 自适应时延估计 54

2.3.1 最小二乘时延估计算法 54

2.3.2 自适应数字时延跟踪识别算法 58

2.4 精确时延估计 60

2.4.1 分数延迟滤波器 60

2.4.2 Lagrange内插FIR滤波器 61

2.4.3 算法收敛性分析 64

2.4.4 仿真分析 66

2.5 MVDR互谱时延估计 70

参考文献 73

第三章 振幅法和相位法测向 77

3.1 振幅法测向 77

3.1.1 波束搜索法测向 77

3.1.2 全向振幅单脉冲测向 80

3.1.3 多波束测向技术 83

3.2 相位法测向 84

3.2.1 数字式相位干涉仪测向技术 84

3.2.2 线性相位多模圆阵测向技术 87

3.3 干涉仪测向解模糊算法 89

3.3.1 长短基线解模糊方法 89

3.3.2 长基线解模糊方法 91

参考文献 95

第四章 空间谱估计高精度测向 96

4.1 自适应波束形成器 96

4.2 信号子空间与噪声子空间 101

4.3 多重信号分类 103

4.3.1 基本MUSIC算法 103

4.3.2 解相干MUSIC算法 105

4.3.3 求根MUSIC算法 107

4.3.4 酉Root-MUSIC算法 109

4.4 旋转不变技术 113

4.4.1 基本ESPRIT算法 113

4.4.2 ESPRIT算法的另一种形式 116

4.4.3 酉ESPRIT算法 121

4.5 极大似然估计算法 129

4.5.1 极大似然估计检测器 129

4.5.2 交替投影算法 131

4.5.3 多项式法 133

参考文献 135

第五章 三角定位 139

5.1 基本概念 139

5.2 最小二乘误差估计 142

5.3 总体最小二乘估计 146

5.4 最小二乘距离误差定位算法 148

5.4.1 布朗最小二乘三角定位算法 148

5.4.2 半球最小二乘误差估计定位算法 151

5.4.3 Pages-Zamora最小二乘定位算法 154

5.4.4 总体最小二乘定位算法 156

5.5 最小均方误差估计 157

5.5.1 动态系统 157

5.5.2 线性最小均方误差估计 159

5.5.3 基于线性模型的目标方位估计 162

5.5.4 卡尔曼滤波法 163

5.6 广义方位角法 171

5.6.1 问题描述 171

5.6.2 梯度和协方差矩阵结构 173

5.6.3 迭代过程的开始和结束以及估计误差特性 174

5.7 最大似然定位算法 175

5.7.1 基于最大似然估计的三角测量算法 177

5.7.2 最大似然算法的比较 179

5.7.3 Stansfield定位估计的偏差和方差 182

5.8 纯方位目标运动分析 183

5.8.1 目标运动分析 183

5.8.2 目标状态与参数估计方法 189

5.9 三角定位中的误差分析 195

5.9.1 三角定位的几何精度因子 195

5.9.2 测向误差 196

5.9.3 纯方位定位中偏差的影响 196

5.9.4 噪声背景下基于LOB信息的融合定位 198

5.9.5 航线误差的影响 200

参考文献 203

第六章 二次定位 207

6.1 TDOA定位技术 207

6.1.1 TDOA 207

6.1.2 基于TDOA的定位 209

6.1.3 非线性最小二乘 213

6.1.4 根据相位数据估计TDOA 214

6.1.5 TDOA的测量精度 217

6.1.6 噪声背景下的时差定位 223

6.1.7 时差定位的精度因子 226

6.1.8 测量偏差对TDOA定位的影响 228

6.1.9 运动对TDOA位置估计的影响 230

6.2 差分多普勒定位 233

6.2.1 差分多普勒 233

6.2.2 差分多普勒定位的精度 236

6.2.3 最大似然差分多普勒定位算法 237

6.2.4 互模糊函数 241

6.2.5 噪声背景下利用相位数据估计正弦信号的差分多普勒 241

6.2.6 运动对差分多普勒位置估计的影响 244

6.3 距离差定位方法 247

6.3.1 最小二乘距离差法 247

6.3.2 基于可行二重向量的距离差定位法 253

6.4 无源定位系统的统计特性分析 260

6.4.1 估计方法 261

6.4.2 估计精度 264

6.4.3 两维估计 267

6.4.4 双曲线定位系统 270

6.4.5 测向定位系统 277

6.4.6 其他定位方法 284

参考文献 285

第七章 单站无源定位与跟踪 289

7.1 飞越目标定位法 289

7.1.1 飞越目标定位法 289

7.1.2 方位／俯仰定位法 290

7.2 基于DOA和TOA测量的单站无源测距定位技术 291

7.2.1 实现单站无源定位的一种思路 291

7.2.2 利用DOA及TOA测量定位的数学推导 294

7.2.3 定位跟踪算法 297

7.3 基于相位差变化率的单站无源定位 303

7.3.1 定位原理 303

7.3.2 定位误差分析 306

7.3.3 EKF定位算法 307

7.3.4 可观测性分析 307

7.4 基于多普勒变化率的单站无源定位 309

7.5 基于电离层反射的单站无源定位 312

7.5.1 电离层反射无源单站定位技术 313

7.5.2 地球曲率的影响 315

7.5.3 采用倒谱计算TDOA 315

7.5.4 基于MUSIC倒谱的单站定位 317

7.5.5 电离层对定位结果的影响 319

参考文献 320