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题目:基于GNSS-R信号的海面目标定位技术研究

关键词:GNSS-R;无源雷达定位;几何关系;单星定位;测向定位

  摘要


无源雷达定位在电子对抗领域不断发展,以地面照射源作为非合作外辐射源的无源雷达定位方法应用普遍。但在紧急状况下的地面发射源往往会遭受到破坏和摧毁,故以GPS信号为外辐射源的无源雷达定位系统和对应的定位方法受到了广泛的关注。

根据接收到的海面目标的GPS反射信号,即目标的GNSS-R(Global Navigation System Signal Reflect)信号,对目标进行精确定位,是本文的主要讨论重点。当前利用地面照射源,如广播信号、电视信号等进行无源定位的方法已臻成熟,但以GNSS-R信号的无源定位起步不久,因此分析GNSS-R信号的特性尤为必要。本文联合GPS卫星发射机,低轨LEO卫星以及目标的几何关系和测向MUSIC算法,提出了一种新的单星定位方法,并从单星定位和多星定位两个角度对其性能进行MATLAB仿真和分析。将传统的基于到达时间差算法和数量关系测向算法作为对比算法纳入到分析中。

本文贡献包括:

(1)分析GPS卫星系统和信号的特点,研究GPS卫星反射信号的几何关系,提出基于GNSS-R信号几何关系原理和测向MUSIC算法的单星定位方法,将其同常见的结合数量关系和测向方法的单星定位算法对比,进行性能仿真。

(2)将基于GPS卫星反射信号的单星定位算法引入到多星定位系统中,并采用小概率事件发生的处理方法对定位结果优化,与基于到达时间算法和多星交叉测向算法进行了定位性能和误差的仿真对比。