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基于第三代移动通信CDMA基站信号的非合作定位技术

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电子信息对抗技术 2022年第1期37卷 61-65页

作者：李鹏程顾杰王淑君冉一航电子信息控制重点实验室成都610036

针对拒止环境下的导航定位难题,提出一种利用多个CDMA基站发射的下行链路信号作为辐射源构成的非合作定位技术及实现方案。详细阐述基于到达时间的定位原理及解算方法,完成导频信道信号捕获跟踪、同步信道与寻呼信道解调等信号处理关键... 详细信息

针对拒止环境下的导航定位难题,提出一种利用多个CDMA基站发射的下行链路信号作为辐射源构成的非合作定位技术及实现方案。详细阐述基于到达时间的定位原理及解算方法,完成导频信道信号捕获跟踪、同步信道与寻呼信道解调等信号处理关键步骤,通过试验结果证明利用CDMA下行信号进行定位的可行性,最终实现不依赖于卫星导航信号的非合作定位。

关键词： CDMA 到达时间导频信道捕获跟踪非合作定位

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多目标非合作定位算法研究

多目标非合作定位算法研究

作者：邹婉蓉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

对于多个空投入水目标,可利用其入水产生的瞬态信号和水下航行产生的连续噪声测量其入水位置和航行轨迹。基于此背景,本文利用分布式多阵元的量测信息开展了多目标非合作定位算法研究,主要包括分布式非合作定位方法、多目标数据关联与... 详细信息

对于多个空投入水目标,可利用其入水产生的瞬态信号和水下航行产生的连续噪声测量其入水位置和航行轨迹。基于此背景,本文利用分布式多阵元的量测信息开展了多目标非合作定位算法研究,主要包括分布式非合作定位方法、多目标数据关联与定位算法、野值点剔除及轨迹滤波算法。本文首先研究了经典的分布式非合作水声定位方法,包括交汇定位算法和优化定位算法,采用理论分析和仿真分析相结合的方式分析各种误差对定位精度带来的影响。对于时延差周期模糊及多入水目标时延量测关联问题,采用改进的时延匹配法在虚警较高的情况下能提高时延匹配正确率,减小定位误差。对于非合作定位时水中声速分布不均带来声速误差的问题,采用迭代法声线修正提高定位精度。对于多目标非合作定位中不同阵元量测关于同一目标的数据关联问题,研究了三种数据关联办法。基于观测域的方位数据关联算法通过构造不同方位组合下各测向线交叉点的距离统计量,给出判决门限,利用粗关联和细关联相结合的方式进行多目标数据关联,该算法简单有效,易于实现。基于状态域的方位数据关联算法将观测区域离散成多个参考目标,通过评价函数实现方位角与参考目标的直接关联,从而避免了大量的排列组合时间,在目标与阵元数目较多的场景能发挥出良好的性能。基于目标特征数据的灰色关联算法将目标辐射噪声的线谱、连续谱等特征数据作为输入进行关联,采用自适应熵权的方式计算关联度,通过聚类分析的方法筛选出来自同一目标的量测,从而实现关联,该算法在目标特征稳定的情况下关联正确率较高。最后对于定位轨迹中出现野值点、轨迹抖动大等问题进行野值点剔除及轨迹滤波研究。首先对定位轨迹中的野值点进行剔除,研究了门限检测法和新息特性法等常用的野值点处理方法,在卡尔曼滤波的基础上研究了新息似然法对野值点进行检测、剔除并修正,仿真和试验结果表明新息似然法具有更加良好的野值点处理效果。对于定位轨迹误差大且不平滑的现象,研究了单一模型下的卡尔曼滤波和交互式多模型卡尔曼滤波算法,仿真和试验结果表明,交互式多模型卡尔曼滤波算法对运动状态多变的目标轨迹具有更好的滤波结果。

关键词：数据关联轨迹滤波非合作定位多目标

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非合作线谱声源分布式定位方法

应用声学 2023年

作者：邹男于金正桑志远李娜苏薪元杨嘉轩惠云梦哈尔滨工程大学水声工程学院海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室

非合作目标定位是水声定位领域的研究热点。为充分挖掘并利用各类可观测参数，提高非合作目标定位能力，提出一种基于目标频率变化信息的非合作目标定位方法。该方法针对匀速直线运动目标的定位问题，首先根据多普勒频移原理，建立观测... 详细信息

非合作目标定位是水声定位领域的研究热点。为充分挖掘并利用各类可观测参数，提高非合作目标定位能力，提出一种基于目标频率变化信息的非合作目标定位方法。该方法针对匀速直线运动目标的定位问题，首先根据多普勒频移原理，建立观测频率与目标辐射频率、目标运动速度、位置之间的函数映射关系，利用最小均方准则建立目标函数，通过优化算法估计分布式定位系统中各个测量单元与目标运动轨迹的致近点距离，最后综合各观测节点的测距结果，构建几何定位模型，求得目标运动轨迹的解析解。通过仿真分析，证明了该方法的有效性，并指出了该方法需要目标通过与各测量单元的致近点才能获得较好的距离估计能力。文中分析了不同频率估计精度对定位精度的影响，结果表明，提出的定位方法对测频精度具有一定的容限，是一种高精度的非合作线谱声源定位方法。

关键词：非合作定位被动定位信赖域优化方法被动测距目标运动分析

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基于LTE网络的非合作定位技术研究

基于LTE网络的非合作定位技术研究

作者：孙晓飞北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着定位导航业务的快速普及和无线通信行业的飞速发展,使得基于无线通信网络的终端定位技术逐渐成为研究的热点。主要表现为定位技术与各种无线网络如WIFI网络、广播网[1]、ZigBee[2]以及蜂窝移动通信网等相结合,使得无线定位... 详细信息

近年来,随着定位导航业务的快速普及和无线通信行业的飞速发展,使得基于无线通信网络的终端定位技术逐渐成为研究的热点。主要表现为定位技术与各种无线网络如WIFI网络、广播网[1]、ZigBee[2]以及蜂窝移动通信网等相结合,使得无线定位能够实现跨领域应用。现有基于蜂窝移动通信网络的终端定位方案大致可分为基于网络侧的定位方案和基于终端侧的定位方案。其中基于网络侧的非合作定位方案既不需要移动台用户的配合又不需要对移动台进行改进,这种特殊性质极大地拓展了定位技术的应用领域,因此受到人们的重视。本文在标准的LTE网络的基础上引入非合作定位技术,针对LTE上行链路中物理参考信号的特点,从定位参数估计和定位解算两方面进行深入的研究,为无线定位的发展及LTE后续版本的发布提供了一定的参考。本文主要内容有以下几个方面:首先,通过分析LTE标准定位解决方案和处理流程,提出了一种适用于LTE网络非合作定位的定位方案。结合LTE系统中的包括正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)、多输入多输出(Multiple In Multiple Out,MIMO)等先进技术以及网络特点,对定位系统主要结构及工作机制进行研究。同时,对定位参考信号的选取标准及参数配置进行研究以完善整体定位方案,验证了基于LTE网络的非合作定位技术的理论可行性。其次,从定位参数估计的角度,在介绍传统定位参数估计算法的基础上引入一种称为分数阶傅里叶变换[3](Fraction Fourier Transform,FRFT)的时频域变换方法,对其定义、离散信号实现以及相关应用领域进行较为详细的介绍,同时结合角度估计中较为成熟的多重信号分类算法[4](Multiple Signal Classification,MUSIC),最终提出一种适用于LTE非合作定位的定位参数估计方法并完成相关性能仿真。第三,从定位解算方法的角度,分析了传统定位系统在定位解算阶段重点关注的包括几何分布因子[5](Geometric Dilution of Precision,GDOP)和非视距传播(Non Lineof Sight,NLoS)等影响因素,随后介绍了传统的定位解算方法并指出其在LTE网络定位中存在的问题,提出一种能够解决这些问题的定位解算方法并完成相关性能仿真。第四,从工程实践的角度,在介绍R&S公司的宽带通信测试平台CMW500和Ettus公司的通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)及其相关应用软硬件的前提下,讨论了定位仿真实验平台搭建方案。在标准的LTE系统结构的基础上,本文建立了基于LTE网络的非合作定位实验平台,并对比上下行定位效果来验证非合作定位试验平台的性能。最后,在总结全文的同时对今后的具体实践和研究方向做出展望。

关键词：非合作定位 LTE网络分数阶傅里叶变换非视距传播软件定义无线

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WCDMA非合作定位系统设计与实现

WCDMA非合作定位系统设计与实现

作者：吴渊北京邮电大学

学位级别：硕士

非合作定位是指不通过手机主动协助的方式对移动设备进行定位,这种技术主要是利用虚拟小区技术诱导移动设备重选小区,进而发送注册信号,通过从注册信号中解析出的信息中提取移动设备位置信息,从而实现对移动设备的定位。在国防以及社会... 详细信息

非合作定位是指不通过手机主动协助的方式对移动设备进行定位,这种技术主要是利用虚拟小区技术诱导移动设备重选小区,进而发送注册信号,通过从注册信号中解析出的信息中提取移动设备位置信息,从而实现对移动设备的定位。在国防以及社会安全领域,非合作定位非常有价值。随着社会的发展,基于非合作的定位方式将在各个领域发挥其作用。本文着重研究基于WCDMA的非合作定位系统的设计与实现,通过对信号的捕获及过滤,筛选出可疑信号,并对其进行定位。通过对信号的一系列处理得到信号的强度信息,并通过对数周期天线获取信号的方向信息。结合信号的强度及其方向即可对可疑信号进行定位。本文首先介绍非合作定位的背景及研究现状。再详细介绍信号捕获及信号强度测量所需的理论知识,包括移动设备重选基站的条件、涉及的参数及诱导其重选的方式,并对信号的中频处理及信号的解调解扩进行重点论述,最后介绍了信号强度计算的公式及所需条件。理论部分的论述为后续系统的设计及实现奠定坚实的理论基础。接下来,分硬件及软件两部分对系统的设计及实现进行了详细阐述。在硬件部分着重介绍了各模块的功能与原理,其中信号捕获模块负责对信号进行采集,然后将信号送入中频处理模块进行处理,最后得到I/Q两路信号。将两路信号送入FPGA模块进行解调后送入DSP模块进行解扩及计算信号强度,最终送入ARM模块,并在客户端软件中进行展示。在功能设计的基础上,还着重介绍了DSP与FPGA等芯片选取标准以及各芯片的特性与开发中的注意事项。在软件设计部分,将其分为服务端及客户端软件分别介绍。对服务端与客户端软件中的核心模块进行详细的分析并给出必要的代码说明。最后还在各种场景中对系统进行测试,从定位成功与否及定位所用时间两个标准来对系统的性能进行评估。

关键词：非合作定位 WCDMA 信号强度测量软件开发

非合作定位应用中的TD-SCDMA协议分析

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通信技术 2010年第8期43卷 233-235页

作者：张建平卓永宁电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室四川成都611731

非合作定位是不需要移动运营商参与服务的定位类型,针对非合作定位应用的情况分析了TD-SCDMA的协议,首先简要介绍TD-SCDMA标准,包括它的空中接口结构和物理信道结构;其次,针对非合作定位应用分析TD-SCDMA的随机接入过程和鉴权过程;最后... 详细信息

非合作定位是不需要移动运营商参与服务的定位类型,针对非合作定位应用的情况分析了TD-SCDMA的协议,首先简要介绍TD-SCDMA标准,包括它的空中接口结构和物理信道结构;其次,针对非合作定位应用分析TD-SCDMA的随机接入过程和鉴权过程;最后分析了TD-SCDMA协议下应用TOA、AOA、TDOA等定位方法进行非合作定位的优缺点,并提出一种TD-SCDMA标准下的一种TDOA定位方法。

关键词：非合作定位时分同步码分多址随机接入鉴权到达时间差

一种基于拟Newton法的多非合作外辐射源的无源融合定位算法

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舰船电子对抗 2021年第4期44卷 80-85页

作者：石玉璞袁键蔡伟中国电子科技集团公司第五十一研究所上海201802

提出了一种基于拟Newton法的多非合作外辐射源的无源融合定位算法。该算法为多个外辐射源同时出现的情况下提供了一种融合算法,该算法可以直接根据定位参数迭代求出目标的运动状态。经过理论分析和仿真验证,在目标做近似匀速直线或者近... 详细信息

提出了一种基于拟Newton法的多非合作外辐射源的无源融合定位算法。该算法为多个外辐射源同时出现的情况下提供了一种融合算法,该算法可以直接根据定位参数迭代求出目标的运动状态。经过理论分析和仿真验证,在目标做近似匀速直线或者近似匀速曲线运动状态下,该算法收敛速度快,能提高定位精度,并能提高目标点迹的生存周期。

关键词：拟Newton法非合作定位融合定位

基于非合作定位模型的改进型粒子滤波跟踪算法

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探测与控制学报 2015年第4期37卷 72-76页

作者：滕飞钟子发解放军电子工程学院安徽合肥230037 安徽省电子制约技术重点实验室安徽合肥230037

针对卡尔曼滤波对3GPP长期演进(LTE,long term evolution)终端非合作跟踪定位精度较差的问题,提出了基于非合作定位模型的改进型粒子滤波算法。该算法以侦测站从空口截获的含有噪声的波达时延差(TDOA)和波达时延和(TSOA)信息为基础,建... 详细信息

针对卡尔曼滤波对3GPP长期演进(LTE,long term evolution)终端非合作跟踪定位精度较差的问题,提出了基于非合作定位模型的改进型粒子滤波算法。该算法以侦测站从空口截获的含有噪声的波达时延差(TDOA)和波达时延和(TSOA)信息为基础,建立目标跟踪定位模型,通过改进型粒子滤波(PF,particle filter)算法实现对目标终端的位置和速度的跟踪获取。仿真实验表明,该算法可以有效实现对目标的跟踪,较无迹卡尔曼滤波(UKF,unscented kalman filter)算法有更好的准确性。

关键词：粒子滤波无迹卡尔曼滤波 3GPP长期演进非合作定位目标跟踪定位侦测站

基于非合作定位系统的扰码产生算法研究与实现

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长江信息通信 2021年第9期34卷 28-29,33页

作者：周建红王冬海张海杰创智能科技股份有限公司广东广州510663

近年来,随着移动通信技术和移动互联网的飞速发展,产生了大量基于位置服务的应用需求,因此,定位在商业应用上有着巨大的前景。除此之外,定位在公共安全领域也有着非常重要的应用。文章首先介绍了非合作定位系统信号处理流程,基于非合作... 详细信息

近年来,随着移动通信技术和移动互联网的飞速发展,产生了大量基于位置服务的应用需求,因此,定位在商业应用上有着巨大的前景。除此之外,定位在公共安全领域也有着非常重要的应用。文章首先介绍了非合作定位系统信号处理流程,基于非合作定位系统,提出了一种产生扰码的优化算法;然后给出了算法的FPGA实现方案,并采用Verilog HDL硬件描述语言实现,最后进行了电路仿真实验。实验结果表明,该方案设计合理,能够显著减少系统时钟周期,对提高系统整体性能有着重要的意义。

关键词：非合作定位扰码算法实现