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航天器工程 2022年第1期31卷 107-115页

作者：陈潇扬邱乐德李帅李明辛宁中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对传统时频差估计方法对时分多址(TDMA)信号进行参数估计时会出现不同用户相互影响、估计精度差,以及计算复杂度高不利于系统实时信号处理等问题,文章提出一种高精度快速时频差联合估计方法。首先,基于循环平稳特征对主站接收数据进... 详细信息

针对传统时频差估计方法对时分多址(TDMA)信号进行参数估计时会出现不同用户相互影响、估计精度差,以及计算复杂度高不利于系统实时信号处理等问题,文章提出一种高精度快速时频差联合估计方法。首先,基于循环平稳特征对主站接收数据进行信号检测;然后,基于小波阈值去噪和短时电平和进行TDMA信号时隙分离;在此基础上,基于不同调制信号特征参数设计多级分类器,对每个分离的信号时隙进行调制样式判别,进而分选不同用户对应的信号时隙;接着,利用主站分选的各个用户信号分别与辅站信号进行时频差粗值估计;根据粗时频差估计值减小细化时差搜索范围,以获取精细时频差估计值;最后,利用二阶曲面拟合方法进一步提升参数估计精度。仿真结果表明:文章所提方法能够有效实现TDMA信号高精度快速时频差联合估计,可为后续卫星频谱感知体系的建设提供理论支撑。

关键词：卫星时分多址信号互模糊函数时频差估计

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基于加窗互模糊函数估计的卫星搜救定位技术

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光通信研究 2024年第3期3期(20)卷 106-112页

作者：郑超屈德新张更新南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

【目的】随着卫星技术的不断发展,将卫星应用于地面信息网络低覆盖区域进行人员搜救已普及,卫星搜救定位技术作为人员和设施位置指示的有效手段,广泛应用于海上、航空和个人遇险救援行动。而全球卫星搜救系统的发展和研究中,搜救源高精... 详细信息

【目的】随着卫星技术的不断发展,将卫星应用于地面信息网络低覆盖区域进行人员搜救已普及,卫星搜救定位技术作为人员和设施位置指示的有效手段,广泛应用于海上、航空和个人遇险救援行动。而全球卫星搜救系统的发展和研究中,搜救源高精度和快速的定位是其主要目标。【方法】针对卫星搜救信号突发特点,采用双星时频差定位作为卫星搜救定位方法,其所需的到达时间差(TDOA)和到达频率差(FDOA)参数估计是提高定位精度的关键。为了提高双星时频差定位技术的参数估计性能和定位精度,文章提出了一种基于时域加窗的互模糊函数(CAF)时频差估计搜救定位技术方案,通过时域加窗CAF来提高时频差估计的精准度,并利用估计值代入双星时频差定位方程组从而解算出搜救信号源位置,即通过高效地提高时频差参数估计精度达到定位精度提高的目的,以准确找到搜救源。【结果】仿真结果表明,加窗下的CAF时频差参数估计方法可用于搜救定位中,能够获得精确时频差估计值,且加入傅里叶变换后可以减少参数估计时间,进而优化定位性能。将时差误差控制在4μs内、频差误差控制在0.2 Hz以内时,定位精度可以达到千米量级。【结论】文章所提方案并入卫星搜救定位技术后定位性能得到改善,能够支持卫星搜救定位技术在搜救系统中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性。

关键词：卫星搜救定位加窗互模糊函数时频差估计搜救信号

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多传感器编队电台辐射源的无源定位研究

多传感器编队电台辐射源的无源定位研究

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作者：许文杰电子科技大学

学位级别：硕士

无源定位技术现已在军事领域中发挥着越来越大的作用,一方面是在现代信息化条件下进行侦察探测急需更隐蔽的目标定位方式;另一方面随着技术的发展,侦察探测手段逐渐系统化、网络化,能够更加精确地获取电磁信息并计算关于目标的空间位置... 详细信息

无源定位技术现已在军事领域中发挥着越来越大的作用,一方面是在现代信息化条件下进行侦察探测急需更隐蔽的目标定位方式;另一方面随着技术的发展,侦察探测手段逐渐系统化、网络化,能够更加精确地获取电磁信息并计算关于目标的空间位置和运动状态,这些也为无源定位技术的发展和运用提供了条件。本文主要利用多个接收传感器来获取时差(Time Difference of Arrival,TDOA)和频差(Frequency Difference of Arrival,FDOA)信息进行无源定位的研究,并将其拓展到成编队的多目标电台辐射源的定位及测速,其主要内容如下:1.针对目标和接收站相对静止条件下的时差估计,基本相关法在低信噪比条件下估计性能下降,因此,本文研究了广义相关法,二次相关法和希尔伯特法等多种改善信噪比的二阶统计量算法以及基于高阶累积量的时差估计算法,并在不同高斯噪声背景下仿真比较了其估计性能。同时针对相关法只能进行整数倍时差估计的缺点,研究了基于信号重构和基于多项式构造的插值算法进行分数阶的估计,并通过仿真验证了其准确性。2.针对目标和接收站相对移动条件下的时频差估计,若使用相关法直接估计时差其结果是有偏的,因此本文研究了基于最大似然的互模糊函数法进行时频差的联合估计。但该算法运算量巨大,实时性较差,即使通过减小搜索范围等方法也不能有效降低二维搜索的计算量。针对这一问题,本文研究了一种将时频二维搜索转换为两个一维相关的分维估计法,其基本思路是利用自相关函数与时差无关的特点可以先提取出频差,再对某一路信号进行补偿后进行时差估计。最后通过仿真验证了分维估计法在较高信噪比条件下的准确性和实时性。3.针对多目标时频差定位场景中存在着数据关联的问题,本文研究了一种利用TDOA构造代价函数进行初步定位的算法,其基本思路是将目标区域网格化并构造参数矩阵,再将其与测量矩阵相减构造误差矩阵,然后通过搜索局部极值点即可获得目标的初始位置。但当存在相邻目标时,该方法不能进行有效地识别。针对这一问题,本文提出了一种基于到达方向(Direction of Arrival,DOA)和TDOA的联合代价函数法来提高分辨率,并通过仿真验证了其有效性。利用互模糊函数法中时频差的匹配性,可以估算出目标的速度,再将其进行泰勒展开可以进一步提高精度。通过与经典算法仿真比较验证了该算法定位测速的准确性和稳定性。

关键词：时频差估计多站无源定位高阶累积量多目标克拉美罗下界

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