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TR-R2多站雷达系统的近程应用仿真与分析

作者:时间:2012-11-04来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/153751.htm

七、细柱状目标长度估计

发射FMCW波形时,体目标回波频谱将占据一定的带宽,对回波信号作频谱则可以提取到此频宽信息.

设细柱状目标的长度为m,接收机Si的接收信号谱宽为Δνi,目标在Si方向的投影为mi,则有如下关系成立

g58-14.gif (1995 bytes)

 (29)

这里,目标投影及频谱宽度均应有正负号,符号的选取由目标相对各站的位置关系及目标的空间取向确定.位置关系取决于几何中心坐标,而空间取向可由目标回波的频谱特性或速度的方向判别.将投影mi以矢量mi表示,其方向由相应站Si——目标视线的方向余弦确定,即

mi=mi[cosαi cosβi cosγi]T (30)

再将细柱状目标以空间矢量M表示,其在三个坐标轴上的投影分量分别为X1,X2,X3,利用矢量关系求得

M=Φ-1δ (31)

式中δ=[m1 m2 m3]T.目标长度的估计式为

g59-1.gif (502 bytes)

 (32)

八、目标长度估计性能

因各雷达站对频率的测量相互独立,且频率测量误差符合具有相同方差的零均值正态分布,则Δνi是正态分布的.而

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i与Δνi是线性关系,因此

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i正态分布.其概率密度函数为

g59-2.gif (727 bytes)

 (33)

式中

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0i为

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i的均值.式(29)表明mi与

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i是线性关系,故mi也符合正态分布.同样式(31)表明Xi与mi也是线性关系,故Xi也符合正态分布.即

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 (34)

式中,

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为Xi的均值,σ2Xi=σ2[k21i+k22i+1/4(kli+k2i-k3i)2]为Xi的方差.根据式(34)可写出X1,X2,X3的联合概率密度函数

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 (35)

式中H为Xi的协方差矩阵,其元素为

h(i,j)=E[(Xi-X0i)(Xj-X0j)];

εt=[X01 X02 X03]T

九、计算机结果

选择一种代表性的情况模拟各种参数对性能的影响.将三个站分别布在XOY平面内半径为L(称为布站半径)的圆周上,坐标分别为(-L

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/2,-L/2,0),(L

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/2,-L/2,0),(0,L,0).在假定目标始终指向坐标原点的情况下模拟目标数据,探测性能.假定目标真实长度为3m,速度500m/s,单站测距均方根误差0.5m,测速均方根误差20m.

1.目标几何中心定位

(1)定位坐标偏移量 图4给出几种不同情况下目标定位坐标偏移量分布,由图看出,当目标高度在200m以下时,坐标估计偏移量较大.目标在200m以上时坐标偏移量已很小,一般可以忽略.同时布站半径L越大坐标偏移量越小.

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图4 不同情况下定位坐标估计偏移量分布

(2)定位误差的GDOP因子 图5图6分别给出了定位误差的GDOP因子与目标高度及布站半径的关系.显然,目标越高定位误差的GDOP因子越小.而增大统布站半径时,GDOP因子越小.而增大统布站半径时,GDOP因子先是减小,然后又增大,这种变化不是单调的.当考虑中心附近2km见方的近程区域时,L=2km的情况为最好.

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图5 高度不同时的GDOP曲线(L



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