《無線電定位理論與技術》是2011年國防工業出版社出版的圖書，作者是田孝華，周義建。
基本介紹
- 中文名：無線電定位理論與技術
- 作 者：田孝華，周義建
- 出 版 社：國防工業出版社
- 出版時間：2011-1-1
基本信息,內容簡介,目錄,
基本信息
作 者：田孝華，周義建 著
出 版 社：國防工業出版社
出版時間：2011-1-1
版 次：1
頁 數：245
字 數：363000
印刷時間：2011-1-1
開 本：16開
紙 張：膠版紙
印 次：1
I S B N：9787118072310
包 裝：平裝
內容簡介
本書系統地闡述了無線電定位理論與定位參數的測量與估計技術，既有基本理論與實用技術，又有最新的研究成果。本書由四部分組成，第一部分包括第1章一3 章，討論了無線電定位的基本知識與基本理論；第二部分包括第4章一6章，對定位參數的測量與估計技術進行了詳細分析；第三部分包括第7章一8章，對蜂窩網移動台定位的非視距影響減輕技術與參數高分辨估計技術進行了深入研究；第四部分由第9章組成，介紹了利用蜂窩網基站與廣播台信號對三維運動目標進行檢測、定位與跟蹤的方法。
本書既可作為本科生高年級和研究生的教材與參考書，也可供從事無線電導航與定位的工程技術人員、科研工作者以及大專院校教師學習參考。
目錄
無線電定位理論與技術
第1章 緒論………………1
1.1 無線電定位系統概述………………1
1.1.1 陸基無線電導航定位系統………………1
1.1.2 星基無線電定位系統………………3
1.1.3 蜂窩網無線電定位系統………………5
1.2 無線電定位算法與參數估計技術的發展現狀………………7
1.2.1 無線電定位算法………………7
1.2.2 定位參量測量與估計技術………………8
參考文獻………………11
第2章 無線電定位理論基礎………………15
2.1 無線電信號傳播特性………………15
2.1.1 無線電頻段的劃分………………16
2.1.2 無線電信號的傳播特性………………16
2.1.3 採用無線電信號定位的依據………………21
2.2 都卜勒效應及其套用………………21
2.2.1 發射源運動,接收端固定時的都卜勒效應………………21
2.2.2 發射源不動,接收端相對發射源運動時的都卜勒效應………………23
2.2.3 收發均在同一個載體上相對反射目標運動時的都卜勒效應………………24
2.2.4 都卜勒效應在定位中的套用………………25
2.3 無線電定位常用坐標系及其轉換………………25
2.3.1 定位坐標系………………26
2.3.2 坐標系轉換………………29
2.3.3 測量參量的站間坐標轉換………………31
2.4 無線電定位常用位置線與位置面………………35
2.4.1 位置線與位置面的基本概念………………35
2.4.2 常用的位置線與位置面………………35
2.5 定位誤差………………39
2.5.1 定位誤差的表示方法………………39
2.5.2 定位參量誤差與位置線誤差之間的關係………………41
2.5.3 定位誤差與位置線誤差的關係………………44
參考文獻………………45
第3章 無線電定位原理………………46
3.1 兩種典型的位置坐標解算方法………………46
3.1.1 泰勒級數定位方法………………46
3.1.2 Chan定位方法………………47
3.2 測距定位原理………………50
3.2.1 兩站測距平面定位………………50
3.2.2 多站測距平面定位………………53
3.2.3 測距空間定位………………56
3.3 測距差定位原理………………60
3.3.1 三站測距差平面定位………………60
3.3.2 多站測距差空間定位………………62
3.4 測距和定位原理………………65
3.5 測角定位原理………………67
3.6 混合定位原理………………69
3.6.1 單站測角/測距平面定位………………69
3.6.2 單站測角/測距空間定位………………71
3.6.3 兩站測角/測距/測距和空間定位………………71
3.6.4 兩站測角/測距和空間定位………………73
3.6.5 多站測距/測距和空間定位………………75
參考文獻………………77
第4章 傳統無線電測角技術………………79
4.1 引言………………79
4.2 振幅式測角………………80
4.2.1 振幅式E型最小信號法測角………………80
4.2.2 振幅式M型最小信號法測角………………82
4.2.3 振幅式M型比較信號法測角………………86
4.3 相位式測角………………90
4.3.1 干涉式測角………………90
4.3.2 旋轉方向性圖的相位式測角………………91
4.3.3 旋轉無方向天線的相位式測角………………100
4.4 時基波束掃描測角………………104
4.4.1 收發分離波束往返掃描測角………………105
4.4.2 收發分離波束圓周掃描測角………………106
4.4.3 收發一體波束掃描測角………………108
4.5 雙波束測角技術………………109
4.5.1 比幅法和差雙波束測角………………109
4.5.2 比相法和差雙波束測角………………111
參考文獻………………112
第5章 基於陣列天線的角度估計技術………………113
第1章 緒論………………1
1.1 無線電定位系統概述………………1
1.1.1 陸基無線電導航定位系統………………1
1.1.2 星基無線電定位系統………………3
1.1.3 蜂窩網無線電定位系統………………5
1.2 無線電定位算法與參數估計技術的發展現狀………………7
1.2.1 無線電定位算法………………7
1.2.2 定位參量測量與估計技術………………8
參考文獻………………11
第2章 無線電定位理論基礎………………15
2.1 無線電信號傳播特性………………15
2.1.1 無線電頻段的劃分………………16
2.1.2 無線電信號的傳播特性………………16
2.1.3 採用無線電信號定位的依據………………21
2.2 都卜勒效應及其套用………………21
2.2.1 發射源運動,接收端固定時的都卜勒效應………………21
2.2.2 發射源不動,接收端相對發射源運動時的都卜勒效應………………23
2.2.3 收發均在同一個載體上相對反射目標運動時的都卜勒效應………………24
2.2.4 都卜勒效應在定位中的套用………………25
2.3 無線電定位常用坐標系及其轉換………………25
2.3.1 定位坐標系………………26
2.3.2 坐標系轉換………………29
2.3.3 測量參量的站間坐標轉換………………31
2.4 無線電定位常用位置線與位置面………………35
2.4.1 位置線與位置面的基本概念………………35
2.4.2 常用的位置線與位置面………………35
2.5 定位誤差………………39
2.5.1 定位誤差的表示方法………………39
2.5.2 定位參量誤差與位置線誤差之間的關係………………41
2.5.3 定位誤差與位置線誤差的關係………………44
參考文獻………………45
第3章 無線電定位原理………………46
3.1 兩種典型的位置坐標解算方法………………46
3.1.1 泰勒級數定位方法………………46
3.1.2 Chan定位方法………………47
3.2 測距定位原理………………50
3.2.1 兩站測距平面定位………………50
3.2.2 多站測距平面定位………………53
3.2.3 測距空間定位………………56
3.3 測距差定位原理………………60
3.3.1 三站測距差平面定位………………60
3.3.2 多站測距差空間定位………………62
3.4 測距和定位原理………………65
3.5 測角定位原理………………67
3.6 混合定位原理………………69
3.6.1 單站測角/測距平面定位………………69
3.6.2 單站測角/測距空間定位………………71
3.6.3 兩站測角/測距/測距和空間定位………………71
3.6.4 兩站測角/測距和空間定位………………73
3.6.5 多站測距/測距和空間定位………………75
參考文獻………………77
第4章 傳統無線電測角技術………………79
4.1 引言………………79
4.2 振幅式測角………………80
4.2.1 振幅式E型最小信號法測角………………80
4.2.2 振幅式M型最小信號法測角………………82
4.2.3 振幅式M型比較信號法測角………………86
4.3 相位式測角………………90
4.3.1 干涉式測角………………90
4.3.2 旋轉方向性圖的相位式測角………………91
4.3.3 旋轉無方向天線的相位式測角………………100
4.4 時基波束掃描測角………………104
4.4.1 收發分離波束往返掃描測角………………105
4.4.2 收發分離波束圓周掃描測角………………106
4.4.3 收發一體波束掃描測角………………108
4.5 雙波束測角技術………………109
4.5.1 比幅法和差雙波束測角………………109
4.5.2 比相法和差雙波束測角………………111
參考文獻………………112
第5章 基於陣列天線的角度估計技術………………113
5.1 陣列天線接收信號模型………………113
5.1.1 陣列幾何結構………………113
5.1.2 參數化數據模型………………114
5.2 基於波束形成的波達方向估計方法………………116
5.2.1 延遲—相加法………………116
5.2.2 Capon最小方差法………………117
5.3 波達方向高分辨估計的子空間方法………………118
5.3.1 陣列接收信號模型的進一步討論………………118
5.3.2 MUSIC算法及其改進………………122
5.3.3 ESPRIT算法………………126
5.4 DOA估計的最大似然算法………………128
5.5 相干信號的波達方向估計技術………………130
5.5.1 相干源問題………………131
5.5.2 空間平滑技術對相干源的高分辨處理………………132
5.5.3 空間平滑去相關性能分析………………134
5.6 基於累積量的波達方向估計方法………………135
5.6.1 累積量的定義和性質………………135
5.6.2 基於高階累積量的DOA估計………………136
參考文獻………………138
第6章 無線電測距與測距差技術………………140
6.1 無線電測距與測距差基本方法………………140
6.2 脈衝式測距………………142
6.2.1 測距過程與關鍵技術………………142
6.2.2 測距技術實現………………146
6.3 頻率式測距………………153
6.3.1 直接調頻測距………………153
6.3.2 常數差頻調頻測距………………157
6.4 碼相關測距………………160
6.4.1 碼相關測距工作原理………………160
6.4.2 碼相關測距技術實現分析………………162
6.5 距離差測量方法………………179
5.1.1 陣列幾何結構………………113
5.1.2 參數化數據模型………………114
5.2 基於波束形成的波達方向估計方法………………116
5.2.1 延遲—相加法………………116
5.2.2 Capon最小方差法………………117
5.3 波達方向高分辨估計的子空間方法………………118
5.3.1 陣列接收信號模型的進一步討論………………118
5.3.2 MUSIC算法及其改進………………122
5.3.3 ESPRIT算法………………126
5.4 DOA估計的最大似然算法………………128
5.5 相干信號的波達方向估計技術………………130
5.5.1 相干源問題………………131
5.5.2 空間平滑技術對相干源的高分辨處理………………132
5.5.3 空間平滑去相關性能分析………………134
5.6 基於累積量的波達方向估計方法………………135
5.6.1 累積量的定義和性質………………135
5.6.2 基於高階累積量的DOA估計………………136
參考文獻………………138
第6章 無線電測距與測距差技術………………140
6.1 無線電測距與測距差基本方法………………140
6.2 脈衝式測距………………142
6.2.1 測距過程與關鍵技術………………142
6.2.2 測距技術實現………………146
6.3 頻率式測距………………153
6.3.1 直接調頻測距………………153
6.3.2 常數差頻調頻測距………………157
6.4 碼相關測距………………160
6.4.1 碼相關測距工作原理………………160
6.4.2 碼相關測距技術實現分析………………162
6.5 距離差測量方法………………179
6.5.1 脈衝—相位測距差工作原理………………179
6.5.2 脈衝—相位測距差信號格式………………180
6.5.3 脈衝—相位測距差技術實現………………181
6.6 無線電測距/測距差多徑時延估計算法………………183
6.6.1 互相關時延估計法………………184
6.6.2 廣義互相關時延估計法………………185
6.6.3 二次相關時延估計法………………186
6.6.4 最小均方自適應時延估計法………………186
6.6.5 基於IFFT頻譜相除技術的時延估計算法………………187
6.6.6 WVD時延估計法………………188
6.6.7 MUSIC高分辨時延估計算法………………189
6.5.2 脈衝—相位測距差信號格式………………180
6.5.3 脈衝—相位測距差技術實現………………181
6.6 無線電測距/測距差多徑時延估計算法………………183
6.6.1 互相關時延估計法………………184
6.6.2 廣義互相關時延估計法………………185
6.6.3 二次相關時延估計法………………186
6.6.4 最小均方自適應時延估計法………………186
6.6.5 基於IFFT頻譜相除技術的時延估計算法………………187
6.6.6 WVD時延估計法………………188
6.6.7 MUSIC高分辨時延估計算法………………189
參考文獻………………191
第7章 蜂窩網無線電定位非視距減輕技術………………194
7.1 視距重構定位算法………………194
7.1.1 非視距傳播誤差鑑別………………194
7.1.2 非視距傳播誤差的抑制………………195
7.2 非視距加權定位算法………………195
7.3 基於視距重構與平滑處理相結合的TOA定位算法………………197
7.3.1 時間測量模型………………197
7.3.2 非視距傳播時延的均值與方差………………197
7.3.3 Chan方法的推廣………………199
7.3.4 減小NLOS傳播影響的TOA定位算法………………200
7.3.5 性能仿真分析………………201
7.4 基於不等式約束的定位算法………………203
7.4.1 基於不等式約束的TOA定位算法………………203
7.4.2 基於不等式約束的AOA定位算法………………204
7.4.3 基於不等式約束的TOA/AOA定位算法………………208
7.4.4 不等式約束技術在聯合定位中的套用………………211
參考文獻………………213
第8章 蜂窩網無線電定位參數高分辨估計技術………………215
8.1 引言………………215
8.2 信號模型………………216
8.3 多維MUSIC算法………………217
8.4 特性恢復與子空間相結合的DOA估計方法………………217
8.4.1 基於疊代最小二乘投影的恆模算法(TLSP-CMA)………………218
8.4.2 DOA估計的綜合法………………219
8.5 基於用戶特徵序列的波達方向與多徑時延的聯合估計………………220
8.5.1 期望用戶多徑識別與時延估計………………220
8.5.2 波束形成權的估計………………221
8.5.3 波達方向的估計………………222
8.5.4 性能仿真分析………………222
8.6 基於空時導向矢量聯合估計信號的波達方向與多徑時延………………224
8.6.1 信號模型的進一步討論………………224
8.6.2 波達方向與多徑時延的聯合估計算法………………225
8.6.3 性能仿真分析………………226
參考文獻………………227
第9章 基於第三方信號的運動目標定位技術………………230
9.1 引言………………230
9.2 利用CDMA 蜂窩網對運動目標檢測定位與跟蹤………………230
9.2.1 利用基站信號對運動目標檢測定位的可行性與難點………………230
9.2.2 干擾對消與定位參數估計………………232
9.2.3 利用TDOA對運動目標的定位算法………………234
9.2.4 運動目標跟蹤算法………………236
9.2.5 利用單基站對三維運動目標的定位………………237
9.2.6 仿真分析………………237
9.3 基於廣播台信號對運動目標定位的關鍵技術………………239
9.3.1 信號處理方案………………239
9.3.2 直達波及近程雜波抑制方法及性能………………239
9.3.3 通道一致性對相消性能的影響………………241
9.3.4 實測數據分析及處理………………243
參考文獻………………244
第7章 蜂窩網無線電定位非視距減輕技術………………194
7.1 視距重構定位算法………………194
7.1.1 非視距傳播誤差鑑別………………194
7.1.2 非視距傳播誤差的抑制………………195
7.2 非視距加權定位算法………………195
7.3 基於視距重構與平滑處理相結合的TOA定位算法………………197
7.3.1 時間測量模型………………197
7.3.2 非視距傳播時延的均值與方差………………197
7.3.3 Chan方法的推廣………………199
7.3.4 減小NLOS傳播影響的TOA定位算法………………200
7.3.5 性能仿真分析………………201
7.4 基於不等式約束的定位算法………………203
7.4.1 基於不等式約束的TOA定位算法………………203
7.4.2 基於不等式約束的AOA定位算法………………204
7.4.3 基於不等式約束的TOA/AOA定位算法………………208
7.4.4 不等式約束技術在聯合定位中的套用………………211
參考文獻………………213
第8章 蜂窩網無線電定位參數高分辨估計技術………………215
8.1 引言………………215
8.2 信號模型………………216
8.3 多維MUSIC算法………………217
8.4 特性恢復與子空間相結合的DOA估計方法………………217
8.4.1 基於疊代最小二乘投影的恆模算法(TLSP-CMA)………………218
8.4.2 DOA估計的綜合法………………219
8.5 基於用戶特徵序列的波達方向與多徑時延的聯合估計………………220
8.5.1 期望用戶多徑識別與時延估計………………220
8.5.2 波束形成權的估計………………221
8.5.3 波達方向的估計………………222
8.5.4 性能仿真分析………………222
8.6 基於空時導向矢量聯合估計信號的波達方向與多徑時延………………224
8.6.1 信號模型的進一步討論………………224
8.6.2 波達方向與多徑時延的聯合估計算法………………225
8.6.3 性能仿真分析………………226
參考文獻………………227
第9章 基於第三方信號的運動目標定位技術………………230
9.1 引言………………230
9.2 利用CDMA 蜂窩網對運動目標檢測定位與跟蹤………………230
9.2.1 利用基站信號對運動目標檢測定位的可行性與難點………………230
9.2.2 干擾對消與定位參數估計………………232
9.2.3 利用TDOA對運動目標的定位算法………………234
9.2.4 運動目標跟蹤算法………………236
9.2.5 利用單基站對三維運動目標的定位………………237
9.2.6 仿真分析………………237
9.3 基於廣播台信號對運動目標定位的關鍵技術………………239
9.3.1 信號處理方案………………239
9.3.2 直達波及近程雜波抑制方法及性能………………239
9.3.3 通道一致性對相消性能的影響………………241
9.3.4 實測數據分析及處理………………243
參考文獻………………244
