基于无人机群的雷达信号时差定位方法研究

发布时间：2024-03-10 02:46

　　无人机以其低成本、零伤亡、机动灵活以及可持续作战等特点,在现在军事战争中发挥着重要的作用。而无源时差定位系统每个观测站只需要单个接收通道,可以最大限度的降低对定位系统的载荷要求,且定位精度高,被广泛应用于电子对抗等军事领域。本文针对基于无人机群的雷达信号时差定位问题展开研究,论文的主要工作如下:(1)针对非线性时差定位方程的解算问题,分别研究了Chan算法和泰勒级数展开法。对于无人机存在站址误差的情况,推导其定位性能界并分析站址误差对时差定位精度的影响,进一步研究了考虑站址误差的两步加权最小二乘法和泰勒级数展开法。另外通过仿真分析了无人机群布站方式、基线长度、主无人机位置和无人机数目对定位精度的影响,为后续无人机群航迹规划的研究提供基础。(2)针对无人机群基于时差的目标定位跟踪问题,研究了扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波算法。将即时定位算法和非线性滤波算法相结合对固定和运动辐射源进行定位跟踪,进一步提高定位精度。另外改进了非线性滤波算法,使其适应存在站址误差的定位场景。最后通过仿真分析了时差测量误差、站址误差以及无人机群航迹对定位精度的影响,并验证了改进算法的有效性。(3)针对无人机群飞...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 无源时差定位与跟踪算法
        1.2.2 无源时差定位航迹规划
    1.3 本文主要内容和结构安排
第二章 无人机群无源时差定位原理
    2.1 时差定位基本原理
    2.2 时差测量技术
        2.2.1 基于信号同步的时差测量
        2.2.2 基于时统的时差测量
    2.3 时差定位算法
        2.3.1 定位精度指标
        2.3.2 Chan算法
        2.3.3 泰勒级数展开法
        2.3.4 仿真分析
    2.4 考虑站址误差的时差定位算法
        2.4.1 考虑站址误差的定位性能界
        2.4.2 考虑站址误差的两步加权最小二乘法
        2.4.3 考虑站址误差的泰勒级数展开法
        2.4.4 仿真分析
    2.5 定位精度影响因素分析与仿真
    2.6 本章小结
第三章 基于无人机群的无源时差定位跟踪算法
    3.1 目标定位跟踪的数学模型
        3.1.1 目标状态模型
        3.1.2 观测模型
    3.2 非线性滤波算法
        3.2.1 扩展卡尔曼滤波
        3.2.2 无迹卡尔曼滤波
    3.3 考虑站址误差的非线性滤波算法
    3.4 算法仿真与分析
    3.5 本章小结
第四章 基于时差定位的无人机群航迹规划
    4.1 无人机群航迹规划基本概念
        4.1.1 无人机群航迹优化指标
        4.1.2 无人机机动性能约束
        4.1.3 无人机群协同约束
    4.2 无人机群三维航迹规划模型
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 坐标系选取
        4.2.3 无人机位置及航迹优化参考航向计算
    4.3 航迹优化算法
        4.3.1 差分进化算法
        4.3.2 无人机飞行高度约束下的航迹优化算法
        4.3.3 无人机通信距离约束下的航迹优化算法
    4.4 基于时差定位的无人机群航迹规划流程
    4.5 仿真实验及分析
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果



本文编号：3924124