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第一章 绪论1

1.1 概述1

1.2 国内外发展现状2

1.3 无源定位系统的观测量4

1.3.1 来波到达方向4

1.3.2 来波到达时间5

1.3.3 来波到达频率6

1.3.4 来波到达幅度8

1.4 无源定位系统的可能体制8

1.4.1 双站测向交叉定位9

1.4.2 三站时差二维双曲线定位9

1.4.3 双站测向时差混合定位11

1.5 无源定位中的基本算法11

1.5.1 梯度下降法11

1.5.2 线性均方估计15

1.5.3 最小二乘估计17

1.6 定位与跟踪中的滤波算法18

1.6.1 动目标跟踪动态模型18

1.6.2 卡尔曼滤波算法19

1.6.3 α-β与α-β-γ滤波算法23

1.6.4 扩展卡尔曼滤波算法26

1.6.5 不敏卡尔曼滤波算法30

1.6.6 Bayes滤波32

1.6.7 粒子滤波34

1.7 定位误差表示38

参考文献39

第二章 高精度时延估计42

2.1 最小熵时延估计42

2.1.1 信息熵42

2.1.2 最小熵时延估计43

2.1.3 语音信号的时延估计45

2.1.4 仿真分析46

2.2 参数化时延估计47

2.2.1 广义互相关算法47

2.2.2 参数化时延估计算法48

2.2.3 仿真分析52

2.3 自适应时延估计54

2.3.1 最小二乘时延估计算法54

2.3.2 自适应数字时延跟踪识别算法58

2.4 精确时延估计60

2.4.1 分数延迟滤波器60

2.4.2 Lagrange内插FIR滤波器61

2.4.3 算法收敛性分析64

2.4.4 仿真分析66

2.5 MVDR互谱时延估计70

参考文献73

第三章 振幅法和相位法测向77

3.1 振幅法测向77

3.1.1 波束搜索法测向77

3.1.2 全向振幅单脉冲测向80

3.1.3 多波束测向技术83

3.2 相位法测向84

3.2.1 数字式相位干涉仪测向技术84

3.2.2 线性相位多模圆阵测向技术87

3.3 干涉仪测向解模糊算法89

3.3.1 长短基线解模糊方法89

3.3.2 长基线解模糊方法91

参考文献95

第四章 空间谱估计高精度测向96

4.1 自适应波束形成器96

4.2 信号子空间与噪声子空间101

4.3 多重信号分类103

4.3.1 基本MUSIC算法103

4.3.2 解相干MUSIC算法105

4.3.3 求根MUSIC算法107

4.3.4 酉Root-MUSIC算法109

4.4 旋转不变技术113

4.4.1 基本ESPRIT算法113

4.4.2 ESPRIT算法的另一种形式116

4.4.3 酉ESPRIT算法121

4.5 极大似然估计算法129

4.5.1 极大似然估计检测器129

4.5.2 交替投影算法131

4.5.3 多项式法133

参考文献135

第五章 三角定位139

5.1 基本概念139

5.2 最小二乘误差估计142

5.3 总体最小二乘估计146

5.4 最小二乘距离误差定位算法148

5.4.1 布朗最小二乘三角定位算法148

5.4.2 半球最小二乘误差估计定位算法151

5.4.3 Pages-Zamora最小二乘定位算法154

5.4.4 总体最小二乘定位算法156

5.5 最小均方误差估计157

5.5.1 动态系统157

5.5.2 线性最小均方误差估计159

5.5.3 基于线性模型的目标方位估计162

5.5.4 卡尔曼滤波法163

5.6 广义方位角法171

5.6.1 问题描述171

5.6.2 梯度和协方差矩阵结构173

5.6.3 迭代过程的开始和结束以及估计误差特性174

5.7 最大似然定位算法175

5.7.1 基于最大似然估计的三角测量算法177

5.7.2 最大似然算法的比较179

5.7.3 Stansfield定位估计的偏差和方差182

5.8 纯方位目标运动分析183

5.8.1 目标运动分析183

5.8.2 目标状态与参数估计方法189

5.9 三角定位中的误差分析195

5.9.1 三角定位的几何精度因子195

5.9.2 测向误差196

5.9.3 纯方位定位中偏差的影响196

5.9.4 噪声背景下基于LOB信息的融合定位198

5.9.5 航线误差的影响200

参考文献203

第六章 二次定位207

6.1 TDOA定位技术207

6.1.1 TDOA207

6.1.2 基于TDOA的定位209

6.1.3 非线性最小二乘213

6.1.4 根据相位数据估计TDOA214

6.1.5 TDOA的测量精度217

6.1.6 噪声背景下的时差定位223

6.1.7 时差定位的精度因子226

6.1.8 测量偏差对TDOA定位的影响228

6.1.9 运动对TDOA位置估计的影响230

6.2 差分多普勒定位233

6.2.1 差分多普勒233

6.2.2 差分多普勒定位的精度236

6.2.3 最大似然差分多普勒定位算法237

6.2.4 互模糊函数241

6.2.5 噪声背景下利用相位数据估计正弦信号的差分多普勒241

6.2.6 运动对差分多普勒位置估计的影响244

6.3 距离差定位方法247

6.3.1 最小二乘距离差法247

6.3.2 基于可行二重向量的距离差定位法253

6.4 无源定位系统的统计特性分析260

6.4.1 估计方法261

6.4.2 估计精度264

6.4.3 两维估计267

6.4.4 双曲线定位系统270

6.4.5 测向定位系统277

6.4.6 其他定位方法284

参考文献285

第七章 单站无源定位与跟踪289

7.1 飞越目标定位法289

7.1.1 飞越目标定位法289

7.1.2 方位／俯仰定位法290

7.2 基于DOA和TOA测量的单站无源测距定位技术291

7.2.1 实现单站无源定位的一种思路291

7.2.2 利用DOA及TOA测量定位的数学推导294

7.2.3 定位跟踪算法297

7.3 基于相位差变化率的单站无源定位303

7.3.1 定位原理303

7.3.2 定位误差分析306

7.3.3 EKF定位算法307

7.3.4 可观测性分析307

7.4 基于多普勒变化率的单站无源定位309

7.5 基于电离层反射的单站无源定位312

7.5.1 电离层反射无源单站定位技术313

7.5.2 地球曲率的影响315

7.5.3 采用倒谱计算TDOA315

7.5.4 基于MUSIC倒谱的单站定位317

7.5.5 电离层对定位结果的影响319

参考文献320