非均匀阵高精度测向技术研究
本文主要研究了基于非均匀阵的高精度测向方法，并且给出了性能分析。相对均匀阵列，非均匀阵列具有测向精度高、阵元数目少、成本低等优点。本文首先较为详细地介绍了非均匀阵列的阵列结构、信号模型及噪声模型，为后续文章的论述，提供了方便。同时，在描述阵列结构的基础上，详细分析了流行模糊发生的机理，并分析了解决流行模糊的方法。其次，论文介绍了相位干涉仪测向的基本原理，在此基础上详细地论述了两种经典的非均匀阵测向方法，MUSIC二维测向方法及ML二维测向方法。再次，论文在阐述经典测向算法的基础上，分析对比了以下几种测向算法的性能：基于最小冗余线阵的伪数据域测向算法、基于非均匀线阵的相位编码信号到达角估计算法及基于L型非均匀阵列的宽带信号到达角估计算法。论文通过方向图、角度分辨率、角度分辨精度以及抗噪声能力等指标参数，分析对比了均匀阵列与非均匀阵列测向性能问题。最后，论文在前面分析的基础上，结合工程实际，进行了基于MUSIC算法的软件设计，给出了&
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引用格式:张玲,刘旭,姜義,等.一种阵列式高频地波雷达比幅测向新方法[J].中国海洋大学学报(自然科学版),):8-13.ZHANG Ling,LIU Xu,JIANG Yi,et al.A novel amplitude comparison direction finding algorithm for array HFSWR[J].Periodical of Ocean University of China,):8-13.Supported by the National Marine Technology Program for Public Welfare();National Natural Science Foundation of China(32005)高频地波雷达具有可全天候工作、超视距探测等优点,因此在监测专属经济区、保护海洋环...&
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0引言在传统交叉波束测向中,运用90°移相方法能够合成左、右交叉波束,其交点电平稳定地维持在“和”波束最大电平-3dB处,此方法形成的交叉波束测向要利用和、差波束划定粗测向区域才能保证交叉波束测向唯一性,实现较高精度测向;而阵列测向波束形成网络由3dB的90°定向耦合器完成。但基于3dB的90°定向耦合器的相位特性,合成左、右交叉波束副瓣电平较高,约-5~-6dB,波束形成网络幅度不一致,导致形成的左、右交叉波束幅度不一致,引起交叉点电平不能保证恒定,从而影响测向误差[1]。另一种经典的交叉波束测向方法是设计天线的波束在宽频带范围内基本恒定,通过一定值机械安装角度实现波束比较恒定交叉,优点是天线单元间没有相位关系,不存在波束畸变,且副瓣电平较低,但要求波束恒定度非常高。通过控制喇叭天线口径场的平方率相位差,在微波频段实现天线单元波束基本恒定[2]。但在分米波频段,由于天线单元为线天线,实现波束恒定困难,基本上频率变化1倍,波束宽...&
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0引言探测日益复杂的无线电信号并对其辐射源进行测向在军事和民用领域中有着非常重要的作用。[1]传感器通过接收信号源所发射的信号来捕获其方位信息。测向误差将影响定位精度。较大的误差可导致虚假测向交汇点的出现。[2-3]为解决该问题,最常见滤波算法为最小二乘测向角滤波[4]。最小二乘测向滤波误差分析具有极其重要的作用。已有Gauss-Markov定理表明,观测信号模型各误差分量方差相同且不相关[5-6],最小二乘估计在方差最小意义上最佳,可以达到CRLB下界[7]。近年来,用蒙特-卡洛法对最小二乘测向滤波进行误差评估得到快速的普及。理论上,蒙特-卡洛法的实验次数越多,所得到的结果就越精确。基于蒙特-卡洛方法实验过程复杂、费时费力的特点,本文提出了一种更为简单、更为直观的误差解析方法。该方法给出了滤波步长对解析结果的影响,其分析给出的滤波解析结论不仅可用于评估最小二乘测向滤波误差,亦可为测向滤波误差评估提供理论下界。[9-10]1测向...&
(本文共3页)
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在海岸线附近的空间和地面,受海水和地形的影响,介电常数和电导率发生变化。当电波与海岸线成某个(锐角)角度传播时,导致等相位面不同位置相速的不同,电波产生折射偏离原来传播的方向,因此测向时产生误差[1]。这种现象发生在海岸线和大型水域岸边附近的几个波长范围内。对垂直海岸传播的电波测向或远离海岸线(例如10λ)后海岸效应测向误差消失。本文分析了海岸效应引起的测向误差产生原理,在此基础上以海陆交界面为例对海岸效应进行了仿真实现,最后给出这种测向误差的存在条件和克服方法。2海岸效应引起的测向误差2.1海岸效应陆地与海洋的交界面是传输媒质变化的典型例子。当无线电波在靠近海岸线的陆地上传播时,由于在陆地上的速度大于在海面上的速度(v陆v海)而引起无线电波向海岸线的弯曲,造成无线电测向指示的误差,被称为海岸效应[2]。图1为海岸效应对测向影响的示意图。从图1a)中可以看出,电台发射的电波经过海面传播到海陆交界面处,然后从陆地到达测向站。从图1...&
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0引言针对目前不同测向方式的测向装备种类较多的情况,研究一种有效定量评估各种测向体制作战能力的方法,并得出测向能力评估结论,将是在不同作战时机选择不同测向装备的重要依据。鉴于目前测向装备各项性能指标均具有一定的不确定性,大多是在一定的区间内给出的,所以本文尝试利用区间数灰色关联分析的方法对测向能力的不确定性进行描述,并在此基础上,综合研究层次分析法和多属性决策方法,提出了一种新的测向能力评估方法,即基于区间数灰色关联分析的测向能力评估方法。1指标的描述利用区间数灰色关联分析法,对基于不同测向体制和天线的测向能力进行评估的基本思路是:在对各种测向方式主要性能进行研究的基础上,选择合适的指标对测向能力进行评估,通过模型计算或模糊描述得到所选指标的区间范围,最后,利用区间数灰色关联分析方法对不同测向方式的测向能力进行排序,并按排序的结果作为装备选择的基础。首先进行各测向性能指标的描述。1.1测向时效测向设备的时间特性指标包括两个方面的...&
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传真：010-平行基线解模糊干涉仪测向算法及实现
随着无线电测向技术的发展,干涉仪测向体制被广泛应用于军事和民用的各个领域。本文对干涉仪测向系统中测向算法进行深入研究,针对相位模糊和测向实时性这两个干涉仪测向中的关键问题,提出了一种基于平行基线解模糊的相位干涉仪测向算法,并针对该算法用于实际测向系统存在的问题提出了改进,最后给出该算法的GPU实现方案。在干涉仪测向体制中,阵列孔径与测向精度之间的矛盾始终存在。一般说来,阵列孔径越大,则测向精度越高。然而,阵列孔径的增大将带来相位模糊问题,如何解决相位模糊问题成为了干涉仪测向技术中的关键问题。本文在研究诸多解模糊方法的基础上,致力于获得一种算法简单、解模糊概率高、测向速度快的干涉仪测向算法。首先,针对立体基线法等解模糊方法对噪声敏感的特性,给出了一种基于扩展基线解模糊的干涉仪测向算法。仿真表明该算法即使在低信噪比下也能获得可观的正确解模糊概率。平行辅助基线的引入使得算法计算量大大减小,在不影响解模糊性能的前提下,很好地解决了高频段&
(本文共70页)
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0引言干涉仪测向[1-4]通过直接或间接测量不同天线阵元之间的相位差,计算来波的方位角和仰角。该测向技术因其算法简单、精度高、实时性好等优点已经被广泛应用于无线电管理、频谱检测、射电天文等领域[5]。但是随着测向精度的提高,天线孔径要相应增大,而大孔径天线会导致相位模糊[6]。因此,如何解决好测向精度与相位模糊之间的矛盾,是相位干涉仪测向的关键。为了解决相位模糊问题,目前大多采用多基线相位干涉仪[7],常见的解模糊方法有:长短基线法[8]、参差基线法[9]、虚拟基线法[10-11]、立体基线法[12]等。长短基线法要求保证短基线的长度小于来波信号的半波长,高频段时短基线长度太小而难以物理实现,因而不适用于宽带测向系统;参差基线法和虚拟基线法很好地解决了宽带测向中高频端短基线尺寸受到限制的问题,但是要求天线阵列具有特定的摆放形式,因而难以广泛应用;立体基线法的天线各阵元间距不受高频端信号波长限制,摆放形式灵活,但是抗噪声能力差。此...&
(本文共5页)
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随着现代电子战信号环境越来越复杂，信号频段也随之逐渐变宽，因此如何有效实现对宽频段内可能的来波信号进行测向变得越来越重要。干涉仪测向体制由于测向精度较高、算法原理简单以及测向实时性较高等优势，成为了目前广泛应用的宽带测向系统中的关键测向技术。本文以宽带干涉仪测向系统为背景，详细研究了此测向系统中的核心算法，其主要内容为：首先，对干涉仪测向系统的误差进行分析进而给出相应的主要技术指标。本文将干涉仪测向系统的主要误差来源进行了详细分析，并提出了几种减小误差的方法。在此基础上，给出了四种技术指标的定义及测量方法，为后文的仿真实验结果的好坏提供一个评判标准。其次，介绍了标准相关干涉仪测向算法并研究了一种基于维度拆分的相关干涉仪二维测向算法。在传统相关干涉仪测向算法基础上，将相关函数改为了余弦函数，有效地解决了二维测向相位模糊及边界跳变问题。在此基础上，加入了二次曲线拟合，使得测向结果更为准确。根据相关系数的特点，提出了基于维度拆分的改进...&
(本文共72页)
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常用的测向体制包括比幅法、瓦特森-瓦特测向法、多普勒法测向法、干涉仪法测向法和空间谱估计法等[1]。干涉仪法测向具有测向精度高、测向速度快等优点,是目前无线电测向领域的主要测向体制。在基于干涉仪测向体制的系统中,测向天线阵是影响系统测向精度的重要因素。测向天线阵一般采用均匀圆形阵列,具有以下优点:(1)天线元之间的互耦情况相同;(2)与支撑天线阵的桅杆互耦最小;(3)测向精度与来波方向无关;(4)具有圆对称性,其方向图在阵列盘面上电磁旋转扫描时波束的形状不会有太大改变。可见,均匀圆形阵列干涉仪测向系统兼有优越的结构特点和良好的测向性能,这使其在军用和民用领域均有广泛的应用[2]。一、干涉仪测向算法以图1所示的四元天线为例,假设天线对NS、EW的间距均为d,来波的方位角为θ,则电波到达NS天线对时所形成的的相位差分别为:φNS=2π·dλ·cosθ(1)由式(1)可得:即:Δθ=ΔφNS2πλdsinθ(2)可见Δθ正比于ΔφNS...&
(本文共2页)
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利用夭线位置测量数据进行干涉仪基线匹配的计算 为了解决测角模糊在干涉仪中使用了多基线对的方法,派据对分辨模糊的要求提出了天线在测量座际系中的定位要求。这种要求是很高的,在长度,高程上的要求都需达到o.15mm的精度。同时在系统设计中,提出了基线正交布置的要求,这样两个要求合起来就意味着:l)要将干涉仪五个定位天线调整在一个水平面上,它们之间的高程差不得超过0.15mmJ2)五个天线要按直角形排列起来,每三个天线组成二条基线,两基线交角应严格等于卯‘误差小于3‘,并且每三个天线应严格位于一条直线上。3)每个夭线离原点的距离应严格等于计,算值,误差不得超过0 .15mm。这些要求会给夭线位置的调整带来极大的困难。为了俭查提出的这些要求是否合理,以及寻找适宜的基线匹配方法,这里提出了一种利用天线位置的测量数据来进行基线匹配的方法,这种方法只要对天线作简单的调整,使其达到某一界限内,满足近似为正交布置的要求,而后只要对每个天线作一次精确...&
(本文共10页)
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1引言相位干涉仪是一种具有较高测量精度的测向方法,在无源探测系统中得到广泛应用[1-2]。相位干涉仪通常采用多个天线构成天线阵来实现。按照天线阵布置形式的不同,有一维线阵、二维线阵、圆阵等多种形式。由于鉴相设备通常以2π为模,只能测量2π范围内的相位值,当天线之间的相对相位超过2π后,将会导致多值模糊。对于一维线阵相位干涉仪,单基线结构存在无模糊测量范围和测向精度的矛盾[3],因而通常采用多个天线构成多基线的配置形式。在应用多基线相位干涉仪时,需要解决的主要问题包括天线选择与设计、天线阵设计、以及测向算法设计。其中,相位干涉仪天线阵的设计不仅与天线尺寸、安装条件限制、测向性能指标等因素有关,还与选择的测向算法有关。多基线一维相位干涉仪有两种主要的解模糊方法:余数定理方法和逐次解模糊方法。基于余数定理的方法需要天线间距满足一定的参差关系,使得天线阵的设计受到限制[4];且由于需要进行多维整数搜索,随着基线长度的增加,导致搜索空间增...&
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传真：010-几种常用测向体制的实测对比
无线电测向是指利用无线电测向系统来测定无线电来波方向的一门技术，利用电波在媒质中传播的匀速直线性及定向天线的方向特性，由天线接收来波信号后产生的感应电势反应出来波方位或目标所处的方位。经过近百年科学技术的进步，无线电监测和无线电测向技术也在不断进步，特别是随着无线电通信、网络通信的高速发展和计算机技术、微电子技术日新月异的变化，也带动着无线电监测技术和测向技术的高速发展。现在，无线电测向仪已经拥有了一个非常庞大的家族。$$1.常见测向体制分类$$按照不同的分类方式，测向仪有不同的分类方法。比如按照工作频段分类，可以分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波测向机；按照测向天线间隔(基础、孔径)尺寸的大小分类，又可以分为大基础测向机、中基础测向机和小基础测向机。但最常见的分类方法还是按测向体制进行分类:比幅测向仪、Watson-Watt测向仪、相关干涉仪测向仪、多普勒测向仪和时差法测向仪等。$$2.常见测向仪测试$$2.1方向性天...&
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测向数字化对确定测向质量的影响西南电子电信技术研究所余健在搜索、营救、识别有害干扰和监测频谱有效利用中，无线电测向是对无线电辐射源进行定位的一种有效手段。而在确定发射机位置和定位区域面积时，测向质量非常重要。通常情况下，我们用测向等级（或示向度等级）来表示测向质量。随着技术的发展，就需要一种新的表征测向质量的方法。一、背景以前，高频测向站的各示向线按照ＩＴＵ无线电规则附录４１汇报测向结果。附录４１中关于测向等级划分的原则已经使用了许多年。世界无线电大会（ＷＲＣ９５）曾对此提出了质疑，但由于没有制定相应的新规则，无线电频谱监测手册仍然保持了原样。这种测向等级划分的方法是由ＢＲＯＯＫＥ在四十年代ＲＯＳＳ和ＢＡＲＦＩＥＬＤ早期工作的基础上提出来的，它采用Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种等级反应测向误差度数，如：Ａ等级则是指测向结果偏离真实方位在２０之内。这种方法是建立在有一个测向员修正测向结果的基础上，由测向员来考虑本机误差、场地误差、电离层情况、...&
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引用格式:张玲,刘旭,姜義,等.一种阵列式高频地波雷达比幅测向新方法[J].中国海洋大学学报(自然科学版),):8-13.ZHANG Ling,LIU Xu,JIANG Yi,et al.A novel amplitude comparison direction finding algorithm for array HFSWR[J].Periodical of Ocean University of China,):8-13.Supported by the National Marine Technology Program for Public Welfare();National Natural Science Foundation of China(32005)高频地波雷达具有可全天候工作、超视距探测等优点,因此在监测专属经济区、保护海洋环...&
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在海岸线附近的空间和地面,受海水和地形的影响,介电常数和电导率发生变化。当电波与海岸线成某个(锐角)角度传播时,导致等相位面不同位置相速的不同,电波产生折射偏离原来传播的方向,因此测向时产生误差[1]。这种现象发生在海岸线和大型水域岸边附近的几个波长范围内。对垂直海岸传播的电波测向或远离海岸线(例如10λ)后海岸效应测向误差消失。本文分析了海岸效应引起的测向误差产生原理,在此基础上以海陆交界面为例对海岸效应进行了仿真实现,最后给出这种测向误差的存在条件和克服方法。2海岸效应引起的测向误差2.1海岸效应陆地与海洋的交界面是传输媒质变化的典型例子。当无线电波在靠近海岸线的陆地上传播时,由于在陆地上的速度大于在海面上的速度(v陆v海)而引起无线电波向海岸线的弯曲,造成无线电测向指示的误差,被称为海岸效应[2]。图1为海岸效应对测向影响的示意图。从图1a)中可以看出,电台发射的电波经过海面传播到海陆交界面处,然后从陆地到达测向站。从图1...&
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(接上期)16近距离测向指短波测向时,测向作用距离小于50公里的地波测向。17中距离测向指短波测向时,测向作用距离大于50公里,小于350公里的天波高角波测向。(高角波:来波仰角β≥60度)这是短波测向时困难的一段距离。18远程测向指短波测向时,测向作用距离大于350公里的天波测向。19测向天线基础(孔径)测向天线阵基础尺寸相对工作波长的大小(d/λ)。测向天线基础(孔径)有大、中、小基础之分。测向天线基础的大小直接影响测向灵敏度和测向精确度,因此直接影响测向设备的性能。20大基础测向天线阵测向天线阵基础(间隔、孔径)尺寸大于最低工作波长5...&
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0引言探测日益复杂的无线电信号并对其辐射源进行测向在军事和民用领域中有着非常重要的作用。[1]传感器通过接收信号源所发射的信号来捕获其方位信息。测向误差将影响定位精度。较大的误差可导致虚假测向交汇点的出现。[2-3]为解决该问题,最常见滤波算法为最小二乘测向角滤波[4]。最小二乘测向滤波误差分析具有极其重要的作用。已有Gauss-Markov定理表明,观测信号模型各误差分量方差相同且不相关[5-6],最小二乘估计在方差最小意义上最佳,可以达到CRLB下界[7]。近年来,用蒙特-卡洛法对最小二乘测向滤波进行误差评估得到快速的普及。理论上,蒙特-卡洛法的实验次数越多,所得到的结果就越精确。基于蒙特-卡洛方法实验过程复杂、费时费力的特点,本文提出了一种更为简单、更为直观的误差解析方法。该方法给出了滤波步长对解析结果的影响,其分析给出的滤波解析结论不仅可用于评估最小二乘测向滤波误差,亦可为测向滤波误差评估提供理论下界。[9-10]1测向...&
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传真：010-基于被动雷达的高分辨测向技术研究
空间谱估计技术具有测角精度高、角度分辨力强、不受瑞利限限制等优点。在航海、航空、民事通信、雷达电子对抗,水声声呐等方面有着广泛的应用前景。在如今雷达电子对抗领域尤其是被动测向方面,在新旧测向体制同时存在、电磁环境日趋复杂以及对雷达诱饵进行多目标测向等情况下,对空间谱估计技术进行研究有着重要的意义。本课题在结合工程应用的背景下,对被动雷达测向系统中的测向方法进行研究,着重研究多目标的高精度、高分辨测向方法。通过对已有的空间谱估计算法进行分析和改进,实现改进算法在精度和分辨性能上的提高。首先,介绍了被动测向技术中相位干涉仪测向技术的原理,简要分析了该技术中的相位模糊和测角精度等相关问题,并通过数学推导建立起非相干两点源下比相体制干涉仪进行动态测向的数学模型,实验仿真结果给出了在非相干两点源下比相干涉仪动态测向的性能,证明了干涉仪测向技术不具有分辨多目标的能力。为此,引入了空间谱估计测向技术,并以谱估计技术中的经典MUSIC算法为主要&
(本文共69页)
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空间谱测向超性能机理与系统评介罗利春（北京９４７信箱２分箱，北京１０００８３）摘要空间谱估计测向体制工程实现的暂时困难，影响了人们对其光明前景的认识。鉴此，文章提出了关于空间谱估计测向体制取得超过传统测向体制的精度、分辨力和对同频多信号同时测向的机理的物理解释和数学解释，以揭示这种新体制所具有的不可遏制的内在生命力。主要机理为，单点观察变为多点观察、样本域的扩张、参量估计更有效和变量方程的拓展。文章对几个实际系统进行了分析和评介。这些系统已经展示出空间谱估计测向体制所具有的超过传统体制的优异性能。主题词空间谱估计，测向，系统分析。１引言对空间谱估计测向体制的研究，国内外都已进行多年。从ｓｏ年代至今，关于空间谱估计理论及其在声纳和医学电子设备中的应用研究的报导非常热门。ＩＥＥＥＴｒａｎｓ，ＡＳＳＰ（现为ＳＰ）ＡＰ．ＡＥ和ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ—Ｆ以及ＪＣＳＳＰ等刊物都有大量文章对空间谱估计算法及其性能进行研究探讨。然而，在无...&
(本文共8页)
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1概述中短波广播在日常生活中所主要应用的领域便是大众媒体,这部分媒体在实际工作过程中,负责将相应的广播节目传送给听众,这是群众对于信息进行获取的一个主要途径。中短波在进行传输的过程中,主要是通过电离层反射传播的方式,其电离层自身的变化会直接对于最终的传播效果带来是影响,所以,为了能够最大限度的保证广播的接收质量,就应当要依据电离层在不同年份、时间、天气状态下的变化来对于频率进行转变。而随着广播通讯的发展,频谱资源越发紧张,直接促使频谱管理、频谱监测、中短波频谱等方面的资源显得极其重要重要,在这一过程中,对于电频谱的管理,就必须要对于无线电侧向交会以及定位进行深入的应用。下文主要针对中短波信号测向交会以及定位技术研究进行了全面详细的探讨。2无线电测向基本概念利用对无线电波自身特性参数进行测量的方式,能够切实有效的获得电波本身在进行传播过程中的方向,并且对于辐射源之中所存在的方向过程进行了确定,也就被称之为无线电测向。通过无线电波所...&
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超短波测向终端处理设备,作为超短波测向系统的重要组成部分,不但需要具有对超短波定频通信信号的测向能力,还需要对跳频通信信号、短时突发信号和L波段脉冲信号的测向能力,同时超短波终端处理设备还要具有极高的检测概率和很短的测向响应时间,只有这样才能更好地适应当前技侦任务的需要。本论文正是针对上述的要求而开设的工程研究课题。本论文首先介绍了超短波测向的现状以及项目的来源和功能特点;然后描述了超短波测向的系统设计和所采用的测向算法;接着描述了超短波测向终端处理设备的硬件设计;再然后详细介绍了该终端处理设备所包括的嵌入式软件和应用软件以及它们的具体设计方法和实现;最后描述了该终端处理设备的测试情况、结论和展望。而在细节上着重介绍了超短波测向系统所采用的测向算法体制以及测向结果显示的技术实现,包括相关干涉仪测向算法和DirectDraw技术实现测向结果的图形显示。超短波终端处理设备将接收的射频信号转换成中频信号后送入AD采集卡进行AD变换,再...&
(本文共86页)
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0引言探测日益复杂的无线电信号并对其辐射源进行测向在军事和民用领域中有着非常重要的作用。[1]传感器通过接收信号源所发射的信号来捕获其方位信息。测向误差将影响定位精度。较大的误差可导致虚假测向交汇点的出现。[2-3]为解决该问题,最常见滤波算法为最小二乘测向角滤波[4]。最小二乘测向滤波误差分析具有极其重要的作用。已有Gauss-Markov定理表明,观测信号模型各误差分量方差相同且不相关[5-6],最小二乘估计在方差最小意义上最佳,可以达到CRLB下界[7]。近年来,用蒙特-卡洛法对最小二乘测向滤波进行误差评估得到快速的普及。理论上,蒙特-卡洛法的实验次数越多,所得到的结果就越精确。基于蒙特-卡洛方法实验过程复杂、费时费力的特点,本文提出了一种更为简单、更为直观的误差解析方法。该方法给出了滤波步长对解析结果的影响,其分析给出的滤波解析结论不仅可用于评估最小二乘测向滤波误差,亦可为测向滤波误差评估提供理论下界。[9-10]1测向...&
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传真：010-宽带干涉仪测向算法研究及GPU实现--《电子科技大学》2013年硕士论文
宽带干涉仪测向算法研究及GPU实现
【摘要】：近年来，越来越多的宽带信号被广泛应用到通信、雷达和测控等领域，如何在宽带环境下快速、准确的对来波信号方向进行测量和跟踪变得尤为重要。本文围绕宽带测向系统，对干涉仪主要的测向算法展开研究，并根据实际需要对空间夹角算法进行改进，最后将改进算法在GPU平台上实现。
首先，研究了标准相关干涉仪测向算法，它通过利用实测相位差和样本相关来弱化阵列引入的非理想因素的影响。在宽带测向环境下，多信道并发测向对系统处理能力要求较高，当信道化程度增高，标准相关干涉仪算法不能满足实时测向的需求。针对此，本文对空间夹角相关干涉仪算法和扩展基线算法进行深入研究，这两种算法均是利用辅助基线求解入射角度。空间夹角算法通过平行辅助基线引入空间夹角，用空间夹角一维搜索代替方位俯仰角二维搜索，减少了样本容量，从而降低运算时间；而扩展基线算法通过辅助基线进行解模糊计算，两算法均具有较小的运算量。本文将两种算法在相同的仿真环境下进行性能对比，为实际应用提供参考。
在运用空间夹角算法进行实际测向时，发现其理想算法并不适用于实际测向系统。针对此，本文对算法结构进行改进，将其分为粗测角度和细测角度两个部分。在粗测角度部分通过增加基线组数、基线组合和左右扩展3种改进方法，利用空间夹角理想样本库得到可能的入射角度的集合，达到减少相关运算量目的；在细测角度部分利用实测标准样本库进行相关处理弱化系统误差等因素对测向精度的影响。最后通过仿真验证改进算法能够提高系统的测向精度。
为进一步提高测向实时性，本文利用NVIDIA公司提供的CUDA编程平台，实现GPU对改进算法的并行加速，通过改进相关处理函数和优化空间夹角并行性，让程序达到最佳执行性能。最后通过仿真给出了改进空间夹角算法分别在CPU和GPU平台上的执行时间，验证了GPU实现的高效性。
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TN98
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