《单星测频无源定位技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单星测频无源定位技术研究（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国防科学技术大学研究生院硕士学位论文摘要随着卫星技术的发展和广泛应用，卫星电子侦察、卫星定位以及高精度卫星定轨等技术凸显出越来越重要的地位，各种天基测量技术的应用研究也越来越多。其中单星测频无源定位系统因其具有成本低、灵活性好等优点而成为了研究的热点。本文围绕单星测频无源定位系统进行了如下几方面的研究：1 研究了单星测频无源定位原理和定位方法。基于定位原理，推导了定位方程的求解步骤，并分析了定位的理论误差和G D O P 性能。在单星测频定位体制下，直接对定位方程求解会得到两个实数解，就如何解模糊进行了研究。2 研究了大多普勒动态范围下的载波频率估计问题。采用基于F F T 的捕获算法实现了载
2、波频率粗略估计，采用F L L 和P L L 相结合的方式实现了载波频率的高精度估计。理论分析表明频率估计的误差小于0 0 5 6 H z 。3 设计出了单星测频无源定位系统的硬件平台星载接收机。接收机包括射频通道模块、发射通道模块和以F P G A 和D S P 为主要架构的数字信号处理模块。基于该平台完成了从预处理到捕获再到跟踪的数字信号处理流程，实现了对多普勒频率的高精度测量。4 设计了单星测频无源定位技术的测试方案，验证了接收机的测频性能和系统的定位性能。结果表明，本文研究的单星测频无源定位技术可以实现对地面辐射源的定位，精度可以达到1 0 0 0 m 。本文研究的单星测频无源定位技术
3、在星载接收机上得到了实现，并取得了良好的测试效果，具有重要的实用价值。主题词：单星无源定位多普勒频率接收机第i 页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文A B S T R A C TW 池t h ed e v e l o p m e n ta n dw i d ea p p l i c a t i o no fs a t e l l i t et e c h n o l o g y ，s a t e l l i t ee l e c t r o n i cr e c o n n a i s s a n c e ，s a t e l l i t ep o s i t i o n i n ga n
4、dh i g h - p r e c i s i o ns a t e l l i t eo r b i td e t e r m i n a t i o nt e c h n i q u e sh a sb e c a m em o r ea n dm o r ei m p o r t a n t R e s e a r c ho nv a r i o u ss p a c e - b a s e dm e a s u r e m e mt e c h n o l o g i e si sa l s oi n c r e a s i n g ，i nw h i c hp a s s i v
5、ep o s i t i o n i n gs y s t e mo fs i n g l e - - s a t e l l i t ef r e q u e n c y - m e a s u r e m e n th a sb e e nah o ts p o tb e c a u s eo fi t sl o wC O S ta n df l e x i b i l i t ya d v a n t a g e s L o c a t i n gs o l u t i o n , D o p p l e rf r e q u e n c ym e 嬲u r e m e n ta n d
6、s o m ee n g i n e e r i n gp r o b l e m sa l es t u d i e di nt h i sp a p e r 1 1 圮m a i ne f f o r t sa n dr e s u l t so ft h i sd i s s e r t a t i o nc o n s i s to fs e v e r a li s s u e s ：F i r s t l y ，l o c a t i n gp r i n c i p l ea n dl o c a t i n gm e t h o do ft h i sp a s s i v e
7、l o c a l i z a t i o ns y s t e mb ys i n g l es a t e l l i t ea r es t u d i e d B a s e do nt h ea n a l y s i so ft h el o c a t i n gp r i n c i p l e ，ac o n c e p to fg e o 霉a I ) l l i cd i l u t i o no fp r e c i s i o n ( G D O P ) t od e s c r i b et h ep o s i t i o n i n gp r e c i s i
8、 o ni sp r o p o s e d ，a n dt h ee x p r e s s i o no ft h eG D O Pi sd e d u c e d T h e r ei sa m b i g u i t yi nt h er e a ls o l u t i o no fl o c a t i n ge q u a t i o n F u r t h e rm o r e ，t h i sp r o b l e mi ss t u d i e di nt h i sp a p e r S e c o n d l y ，t h ep r e c i s em e a s u
9、 r e m e n to ff r e q u e n c yw i t he n o r m o u sD o p p l e rs h i f ti ss t u d i e d F F T b a s e dc a p t u r ea l g o r i t h mh a sb e e nu s e dt od oar o u g he s t i m a t eo ft h ec a r r i e rf r e q u e n c y ，F L La n dP L Lh a sb e e nc o m b i n e dt oa c h i e v eh i g h - p r
10、e c i s i o ne s t i m a t eo ft h ec a r r i e rf r e q u e n c y T h e o r e t i c a la n a l y s i ss h o w st h a tt h ef r e q u e n c ye s t i m a t i o ne r r o ri sl e s st h a n0 0 5 6 H z T h i r d l y ，t h er e c e i v e rw h i c hi st h eh a r d w a r ep l a t f o r m so fp a s s i v ep
11、o s i t i o n i n gs y s t e mi sd e s i g n e d ，砀er e c e i v e ri n c l u d e sR Fc h a n n e lm o d u l ea n dd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n gm o d u l ei nw h i c hF P G Aa n dD S Pa r et h em a i nf r a m e w o r k B a s e do nt h er e c e i v e r , t h es o f t w a r ef r o ms o m
12、eo ft h em a j o rp r e - p r o c e s s i n gt oc a p t u r ea n dt h e nt ot r a c k i n gt h ef l o wo fd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n gt or e a l i z eh i g h - p r e c i s i o nm e a s u r e m e n to ft h eD o p p l e rf r e q u e n c y F o u r t h l y ，b a s e do nt h er e c e i v e
13、r , t h el o c a l i z a t i o na l g o r i t h mi St e s t e d A n dl o c a l i z a t i o ne r r o ri sa l s oa n a l y z e da c c o r d i n gt ot h et e s t i n gd a t a 啊1 er e s u l ts h o w st h a tt h i sp a s s i v el o c a l i z a t i o ns y s t e mw h i c hi sc o m p e s e do fo n el o we a
14、 r t ho r b i ts a t e l l i t e sb ym e a s u r i n gD o p p l e r - s h i f tf r e q u e n c i e sb ys c h e m eC a na c h i e v et h ep r e c i s i o no fo n ek i l o m e t e r C o n s i d e r i n gt h et e c h n o l o g yd i s c u s s e di n t h i st h e s i sh a sb e e nr e a l i z e d i nt h e
15、r e c e i v e ra n dh a sg o o dp e r f o r m a n c e ，i th a sg o o du t i l i t yv a l u e K e yW o M s ：s i n g l es a t e l l i t e ，p a s s i v el o c a l i z a t i o n ，D o p p l e r - s h i f tf r e q u e n c i e s 。r e c e i v e r 第i i 页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文表目录表2 1 单星测频无源定位误差来源1 6表3 1L E O 卫星多普勒频率变化( z ) 2 5表5 1 部分定位仿真数据表4 4表5 2 定位时间选择对定位精度的影响5 l表5 3 辐射源位置不同对定位精度的影响5 l表5 4 测频误差0 6 H z 定位误差分布5 2表5 5 卫星位置误差5 0 m 时的定位误差分布5 3第1 页国防科学技术大学研究生院硕士学位论文图目录图2 1 单星测频无源定位系统示意图7图2 2 单星测频无源定位处理流程7图2 3卫星定位中的多普勒效应8图2 4 单个时刻点的多普勒等频锥面9图2 5 两个时刻点的多普勒等频锥面
