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第1章 绪论 1

1.1 无线电定位系统概述 1

1.1.1 陆基无线电导航定位系统 1

1.1.2 星基无线电定位系统 3

1.1.3 蜂窝网无线电定位系统 5

1.2 无线电定位算法与参数估计技术的发展现状 7

1.2.1 无线电定位算法 7

1.2.2 定位参量测量与估计技术 8

参考文献 11

第2章 无线电定位理论基础 15

2.1 无线电信号传播特性 15

2.1.1 无线电频段的划分 16

2.1.2 无线电信号的传播特性 16

2.1.3 采用无线电信号定位的依据 21

2.2 多普勒效应及其应用 21

2.2.1 发射源运动，接收端固定时的多普勒效应 21

2.2.2 发射源不动，接收端相对发射源运动时的多普勒效应 23

2.2.3 收发均在同一个载体上相对反射目标运动时的多普勒效应 24

2.2.4 多普勒效应在定位中的应用 25

2.3 无线电定位常用坐标系及其转换 25

2.3.1 定位坐标系 26

2.3.2 坐标系转换 29

2.3.3 测量参量的站间坐标转换 31

2.4 无线电定位常用位置线与位置面 35

2.4.1 位置线与位置面的基本概念 35

2.4.2 常用的位置线与位置面 35

2.5 定位误差 39

2.5.1 定位误差的表示方法 39

2.5.2 定位参量误差与位置线误差之间的关系 41

2.5.3 定位误差与位置线误差的关系 44

参考文献 45

第3章 无线电定位原理 46

3.1 两种典型的位置坐标解算方法 46

3.1.1 泰勒级数定位方法 46

3.1.2 Chan定位方法 47

3.2 测距定位原理 50

3.2.1 两站测距平面定位 50

3.2.2 多站测距平面定位 53

3.2.3 测距空间定位 56

3.3 测距差定位原理 60

3.3.1 三站测距差平面定位 60

3.3.2 多站测距差空间定位 62

3.4 测距和定位原理 65

3.5 测角定位原理 67

3.6 混合定位原理 69

3.6.1 单站测角／测距平面定位 69

3.6.2 单站测角／测距空间定位 71

3.6.3 两站测角／测距／测距和空间定位 71

3.6.4 两站测角／测距和空间定位 73

3.6.5 多站测距／测距和空间定位 75

参考文献 77

第4章 传统无线电测角技术 79

4.1 引言 79

4.2 振幅式测角 80

4.2.1 振幅式E型最小信号法测角 80

4.2.2 振幅式M型最小信号法测角 82

4.2.3 振幅式M型比较信号法测角 86

4.3 相位式测角 90

4.3.1 干涉式测角 90

4.3.2 旋转方向性图的相位式测角 91

4.3.3 旋转无方向天线的相位式测角 100

4.4 时基波束扫描测角 104

4.4.1 收发分离波束往返扫描测角 105

4.4.2 收发分离波束圆周扫描测角 106

4.4.3 收发一体波束扫描测角 108

4.5 双波束测角技术 109

4.5.1 比幅法和差双波束测角 109

4.5.2 比相法和差双波束测角 111

参考文献 112

第5章 基于阵列天线的角度估计技术 113

5.1 阵列天线接收信号模型 113

5.1.1 阵列几何结构 113

5.1.2 参数化数据模型 114

5.2 基于波束形成的波达方向估计方法 116

5.2.1 延迟—相加法 116

5.2.2 Capon最小方差法 117

5.3 波达方向高分辨估计的子空间方法 118

5.3.1 阵列接收信号模型的进一步讨论 118

5.3.2 MUSIC算法及其改进 122

5.3.3 ESPRIT算法 126

5.4 DOA估计的最大似然算法 128

5.5 相干信号的波达方向估计技术 130

5.5.1 相干源问题 131

5.5.2 空间平滑技术对相干源的高分辨处理 132

5.5.3 空间平滑去相关性能分析 134

5.6 基于累积量的波达方向估计方法 135

5.6.1 累积量的定义和性质 135

5.6.2 基于高阶累积量的DOA估计 136

参考文献 138

第6章 无线电测距与测距差技术 140

6.1 无线电测距与测距差基本方法 140

6.2 脉冲式测距 142

6.2.1 测距过程与关键技术 142

6.2.2 测距技术实现 146

6.3 频率式测距 153

6.3.1 直接调频测距 153

6.3.2 常数差频调频测距 157

6.4 码相关测距 160

6.4.1 码相关测距工作原理 160

6.4.2 码相关测距技术实现分析 162

6.5 距离差测量方法 179

6.5.1 脉冲—相位测距差工作原理 179

6.5.2 脉冲—相位测距差信号格式 180

6.5.3 脉冲—相位测距差技术实现 181

6.6 无线电测距／测距差多径时延估计算法 183

6.6.1 互相关时延估计法 184

6.6.2 广义互相关时延估计法 185

6.6.3 二次相关时延估计法 186

6.6.4 最小均方自适应时延估计法 186

6.6.5 基于IFFT频谱相除技术的时延估计算法 187

6.6.6 WVD时延估计法 188

6.6.7 MUSIC高分辨时延估计算法 189

参考文献 191

第7章 蜂窝网无线电定位非视距减轻技术 194

7.1 视距重构定位算法 194

7.1.1 非视距传播误差鉴别 194

7.1.2 非视距传播误差的抑制 195

7.2 非视距加权定位算法 195

7.3 基于视距重构与平滑处理相结合的TOA定位算法 197

7.3.1 时间测量模型 197

7.3.2 非视距传播时延的均值与方差 197

7.3.3 Chan方法的推广 199

7.3.4 减小NLOS传播影响的TOA定位算法 200

7.3.5 性能仿真分析 201

7.4 基于不等式约束的定位算法 203

7.4.1 基于不等式约束的TOA定位算法 203

7.4.2 基于不等式约束的AOA定位算法 204

7.4.3 基于不等式约束的TOA/AOA定位算法 208

7.4.4 不等式约束技术在联合定位中的应用 211

参考文献 213

第8章 蜂窝网无线电定位参数高分辨估计技术 215

8.1 引言 215

8.2 信号模型 216

8.3 多维MUSIC算法 217

8.4 特性恢复与子空间相结合的DOA估计方法 217

8.4.1 基于迭代最小二乘投影的恒模算法（TLSP-CMA） 218

8.4.2 DOA估计的综合法 219

8.5 基于用户特征序列的波达方向与多径时延的联合估计 220

8.5.1 期望用户多径识别与时延估计 220

8.5.2 波束形成权的估计 221

8.5.3 波达方向的估计 222

8.5.4 性能仿真分析 222

8.6 基于空时导向矢量联合估计信号的波达方向与多径时延 224

8.6.1 信号模型的进一步讨论 224

8.6.2 波达方向与多径时延的联合估计算法 225

8.6.3 性能仿真分析 226

参考文献 227

第9章 基于第三方信号的运动目标定位技术 230

9.1 引言 230

9.2 利用CDMA蜂窝网对运动目标检测定位与跟踪 230

9.2.1 利用基站信号对运动目标检测定位的可行性与难点 230

9.2.2 干扰对消与定位参数估计 232

9.2.3 利用TDOA对运动目标的定位算法 234

9.2.4 运动目标跟踪算法 236

9.2.5 利用单基站对三维运动目标的定位 237

9.2.6 仿真分析 237

9.3 基于广播台信号对运动目标定位的关键技术 239

9.3.1 信号处理方案 239

9.3.2 直达波及近程杂波抑制方法及性能 239

9.3.3 通道一致性对相消性能的影响 241

9.3.4 实测数据分析及处理 243

参考文献 244