衛(wèi)星干擾源定位的時(shí)差參數(shù)估計(jì)研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星通信的快速發(fā)展，通信衛(wèi)星也越加頻繁地受到地面的各種干擾，這些干擾往往都給衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的工作造成了巨大的危害，甚至?xí)?duì)社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，況且這些惡性事件也在不斷擴(kuò)大。為了克服這些問題，通過衛(wèi)星快速準(zhǔn)確測(cè)定干擾源的位置的擾動(dòng)是必要的，具有十分重要的意義，對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)與使用更顯重要。
　　定位干擾源通常需要兩步：首先，獲取可靠的定位參數(shù)；其次，整理這些參數(shù)，采用合理的算法確定結(jié)果。三星定位系統(tǒng)的定位方法是利用距離相

2、近的三顆衛(wèi)星，通過估計(jì)兩路信號(hào)形成的到達(dá)時(shí)差，獲得兩組TDOA（ Time Delay Of Arrival：時(shí)差）參數(shù)，兩對(duì)時(shí)差在空間形成的雙曲面與地球面相交的交點(diǎn)就干擾源所在的位置。因此對(duì)時(shí)差參數(shù)的準(zhǔn)確估計(jì)是成功定位的關(guān)鍵前提。本論文主要針對(duì)三星定位系統(tǒng)，采用時(shí)差法對(duì)其定位中的時(shí)差（TDOA）估計(jì)算法進(jìn)行研究，重點(diǎn)從時(shí)差估計(jì)的實(shí)時(shí)性、高精度性和實(shí)用性三個(gè)方向出發(fā)，研究更高效的時(shí)差估計(jì)改進(jìn)、優(yōu)化算法，完成的主要工作如下：
　　（

3、1）根據(jù)實(shí)時(shí)性高的干擾源定位的特點(diǎn)，在二次相關(guān)法的基礎(chǔ)上提出了快速時(shí)差估計(jì)方法。該算法利用相關(guān)函數(shù)和功率譜密度是傅立葉變換對(duì)的特點(diǎn)，利用快速傅里葉變換（FFT）能簡(jiǎn)化計(jì)算，可快速、精確地估計(jì)出時(shí)差參數(shù)。通過MATLAB仿真結(jié)果表明，在SNR相同的條件下，比起廣義互相關(guān)法該新算法估計(jì)TDOA時(shí)更加快速有效，使定位中的實(shí)時(shí)性性能得到很大的提高。
　?。?）為了滿足定位中高精度的要求，本文在研究相關(guān)法的基礎(chǔ)上，針對(duì)相關(guān)法存在的缺陷，提出

4、了基于PHAT加權(quán)法和小波去噪的時(shí)差估計(jì)改進(jìn)算法。通過對(duì)接收到的信號(hào)選擇最佳的窗函數(shù)或者小波函數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，這樣不僅減少了計(jì)算量，提高了信噪比，而且在峰值檢測(cè)的時(shí)候還能銳化主峰，便于檢測(cè)。仿真結(jié)果表明這兩種改進(jìn)算法對(duì)于平穩(wěn)信號(hào)和非平穩(wěn)信號(hào)均能在信噪比較低或者信號(hào)微弱的情況下還能得到精度較高的TDOA估計(jì)值，小波去噪法的估計(jì)精度更是略勝一頭。
　?。?）在背景噪聲具有相關(guān)性的時(shí)候以及信噪比不確定并且隨時(shí)可能變化的情況下，本文基于四階