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注:本文为参考文章~代码为对其部分内容进行复现~
摘要
本文主要提供代码涉及互模糊函数及TDOA、FDOA。该问内容主要为参考内容。
随着无线通信技术的飞速发展,卫星通信技术在社会的各个领域得到了广泛的应用。卫 星通信是地面通信的重要补充和延伸,可以在海洋、沙漠等无法建造地面基站的地区提供通 信服务。但是面对日益复杂的电磁空间坏境、对通信卫星有意无意的干扰问题,如何快速准 确的对干扰源进行定位显得尤为重要。
首先,本文对卫星通信系统中基于时差和频差联合的无源被动定位技术及系统进行综述, 分析了无源被动定位技术的研究背景和意义,同时对无源被动定位系统的发展现状进行了分 析。随后本论文主要对TDOA/FDOA联合干扰源定位中的TDOA(Time Difference of Arrival)、 FDOA(Frequency Difference of Arrival)参数的估计方法做了分析和仿真,针对基于互模糊函 数的TDOA/FDOA联合参数估计方法,提出了一种基于频域相位内插的方法,该方法通过对 频谱峰值的相位差进行线性内插来估计FDOA 参数,仿真结果表明可以有效地提高参数的估 计精度。同时,提出了基于CAFI的定位解算方法,仿真结果表明和CAF方法相比可以有效 的提高定位精度。
本文研究了TDOA/FDOA联合定位系统中参数的估计问题,以及参数精度对定位的精度 的影响,提出了提高参数估计精度的方法,对解决卫星干扰源定位问题具有一定的参考价值。
关键词:无源干扰源定位,TDOA,FDOA,互模糊函数
引言
本论文对基于双星定位原理的干扰源定位系统做了详细的分析,首先对TDOA、FDOA 定位参数估计方法做了分析,然后提出了一种提高精度的参数估计方法,最后对基于该方法 的定位解算做了仿真分析。论文的主要研究内容如下:
1,在干扰源定位参数估计方法中,对TDOA和FDOA两个参数做了独立和联合的研究 分析,包括各自的估计方法,并通过仿真实验进行分析总结。
2,对于联合定位中的互模糊函数参数估计方法进行了改进,提出了一种高精度的 TDOA/FDOA联合估计方法,该方法通过对基于互模糊函数峰值周围的互模糊值的相位差进 行线性内插来估计FDOA 参数,可以有效的提高参数的估计精度。
3,研究了联合定位中的位置解算方法。对基于互模糊函数的参数估计方法和提出的高精 度参数估计方法,进行干扰源的地理位置解算,通过实验仿真对定位结果进行分析。
论文的结构如下
第一章分析了卫星无源定位技术的重要性和时频差联合定位的国内外研究现状,明确了 本文的主要工作。
第二章是对TDOA/FDOA联合定位中的参数估计方法进行研究,包括TDOA、FDOA参 数的单独估计方法和联合估计方法。分别介绍了每种参数的几种估计方法,并对不同的参数 估计方法做了实验仿真分析。
第三章在互模糊函数估计方法的基础上,分析了它的不足之后,给出了一种提高精度的 互模糊函数参数估计方法CAFI方法,并做了理论推导和性能分析,最后进行了实验仿真, 对其性能和互模糊函数进行了比较。
第四章是TDOA/FDOA联合干扰源定位的解算。基于前面的TDOA/FDOA联合定位技术, 分别对基于互模糊函数和基于CAFI方法的参数估计结果做了定位解算。选取了合适的地球 空间模型,分析了泰勒级数定位算法。通过定位误差对不同的参数估计方法的性能进行了比 较。
互模糊函数估计TDOA、FDOA原理
由于利用互模糊函数对TDOA和FDOA参数的估计精度和计算积累时间相关,为了得到 足够精度的估计结果,必须积累相当多的样点进行互模糊函数计算[ 50][51]。因此,直接根据二 阶互模糊函数的定义估算TDOA/FDOA存在计算量大、算法效率低等缺点。实际上,该方法 通常使用具有较高计算效率的快速傅里叶变换方法来代替互模糊函数中的相关计算。因此, 其定位精度取决于离散傅里叶变换(DFT)的频谱分辨率,其受离散傅立叶变换长度的影响 [52][53]。在本章中,提出了一种称为CAFI的方法,可以在估计TDOA的同时,提高FDOA的 准确性,其使用CAF峰值周围频率之间的相邻CAF值的相位差的线性插值来估计FDOA。
CAFI方法基于传统的CAF方法实现。 如图3.1所示,对于具有时间差和频率差的两个 信号,首先,根据信号中噪声的相关性,选择基于FOS的互模糊函数或选择基于SOS的互 模糊函数方法。 如果噪声是相关的,我们使用CAF-FOS,反之,使用CAF-SOS方法。 然 后计算两个信号的时间延迟D并将其代入后续计算中。
文章插图
MATLAB代码仿真结果
完
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