بررسی روش های تعیین موقعیت اهداف در رادارهای غیرفعال چندپایه

مکانیابی منابع الکترومغناطیس، آکوستیک و امواج ارتعاشی بوسیله ی سیستم های آرایه ای غیرفعال کاربردهای فراوانی در سیستم های موقعیت یابی، مسائل دفاعی، ژئو فیزیک و بالخصوص اخیرا در صنعت داشته است. چندین تکنیک در مکانیابی رادار غیرفعال وجود دارند که از جمله آن ها می توان به تکنیک های rss، aoa و tdoa اشاره کرد. در این میان تکنیک tdoa به لحاظ در نظر گرفتن دو پارامتر دقت و سادگی، در مجموع دارای وضعیت بهتری نسبت به سایر تکنیک ها می باشد. در این پایان نامه چندین روش مکانیابی هدف به صورت اجمالی مورد بررسی قرار گرفته است. همان طور که مشاهده شد، پیدا کردن موقعیت هدف در دو حالت مورد بررسی قرار گرفته شد. در حالت اول، هدف بعنوان منبع سیگنال است و تشعشعاتی را از خود ساطع می کند که با دریافت این تشعشعات بوسیله حسگرهای چیده شده در محیط می توان موقعیت آن را محاسبه نمود. در فصل سوم برخی از روش هایی که منجر به تعیین موقعیت این نوع اهداف می شدند را بررسی نمودیم. در حالت دوم، هدف شی بازتاب کننده ای است که امواج ارسالی از فرستنده های موجود در محیط به آن برخورد می کند و اکوی آن به گیرنده های چیده شده در ناحیه تحت پوشش می رسد که به کمک اکوهای دریافتی می توان مکان هدف را تعیین نمود. یافتن مکان این نوع اهداف نیز در فصل چهارم مورد بررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن مکان هدف بر مبنای تکنیک tdoa الگوریتم های بسیاری ارائه شده است که برخی از این الگوریتم ها عبارتند از: 1- روش lop هذلولوی یا بیضوی. 2- روش loca.3- روش si . 4- روش sx. 5- روش مبتنی بر الگوریتم گرادیان تصادفی. برخی از این روش ها به تفصیل، هم برای زمانی که هدف بعنوان منبع سیگنال دریافتی می باشد و هم برای زمانی که هدف شی بازتاب کننده ای است که سیگنال ارسالی فرستنده به آن برخورد می کند و بازتاب آن به گیرنده می رسد، بیان شده اند. آنالیز خطا معیاری برای سنجش دقت روش های معرفی شده می باشد. آنالیز خطای روش si بیان شده و در ادامه مقدار آن با دقت بالاتری بدست آورده شده است. در بخش شبیه سازی، چیدمان مناسب گیرنده ها از میان چندین چیدمان مفروض در یک ناحیه تحت پوشش که کمینه تعداد گیرنده ها در اختیار است بدست آورده شده است. این گزارش به طور کامل تری به روش si پرداخت و از روش si به منظور مکانیابی در رادار غیرفعال بهره جست و یک عبارت بدیع را برای ماتریس کواریانس خطا ارائه نمود که این عبارت دقیق تر از موارد دیگر می باشد. علاوه بر این، crlb و بایاس تخمین مکان هدف برای این مسئله نیز بدست آورده شد. این عبارات به طور عملی بر روی عملکرد تخمین و طراحی سیستم های مکانیابی مفید است. به کمک شبیه سازی، دریافتیم که الگوریتم مکانیابی si بایاس نسبتا کوچکی در مقایسه با انحراف معیار تخمین دارد. هم چنین، چیدمان "مثلث متساوی الاضلاع روی محیط دایره" به منظور چیدن گیرنده ها در یک ناحیه دایروی در فضای دو بعدی و در حالت کمینه تعداد گیرنده ها به عنوان مناسب ترین چیدمان بر مبنای معیار rms خطای تخمین مکان هدف انتخاب شد. و در نهایت،تحت کمینه تعداد گیرنده ها شرایطی که در آن ابهام رخ می داد و قادر به مکانیابی هدف نبودیم را برای مکانیابی منبع سیگنال بدست آوردیم.