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第1章 绪论1

1.1 无线电测向定位基本原理简介1

1.2 无线电测向定位方法简介3

1.2.1 无线电测向方法简介3

1.2.2 基于测向信息的目标定位方法简介4

1.2.3 基于信号数据域的目标位置直接估计方法简介5

1.3 无线电测向系统的基本组成及其技术指标5

1.3.1 无线电测向系统的基本组成6

1.3.2 无线电测向系统的技术指标7

1.4 全书结构和内容安排8

参考文献10

第2章 数学预备知识13

2.1 矩阵理论中的若干预备知识13

2.1.1 矩阵求逆计算公式13

2.1.2 半正定矩阵和正定矩阵的若干性质15

2.1.3 三种矩阵分解16

2.1.4 Moore-Penrose广义逆矩阵和正交投影矩阵20

2.1.5 矩阵Hadamard积和Kronecker积24

2.2 多维函数分析和优化理论中的若干预备知识27

2.2.1 多维（标量）函数的梯度向量和Hessian矩阵27

2.2.2 无约束优化问题的最优性条件及其数值优化算法28

2.2.3 多维（向量）函数的Jacobi矩阵和Taylor级数展开31

2.3 统计信号处理中的若干预备知识32

2.3.1 未知参量估计方差的克拉美罗界33

2.3.2 最大似然估计及其渐近统计最优性分析39

2.3.3 加权最小二乘估计及其与最大似然估计的等价性41

2.4 线性离散和连续时间系统中的若干预备知识42

2.4.1 线性离散时间随机系统的卡尔曼滤波算法42

2.4.2 线性连续时间系统的可观测性分析45

参考文献46

附录A 第2章 所涉及的复杂数学推导47

附录A1 证明式（2.1 54）47

附录A2 证明式（2.1 58）48

附录A3 证明式（2.1 61）48

附录A4 证明式（2.1 67）50

第3章 测向天线阵列信号模型及其基本特性简介51

3.1 测向天线阵列及其接收信号的相关假设51

3.2 测向天线阵列接收信号模型52

3.3 几种特殊阵型的阵列流形响应53

3.3.1 均匀线阵53

3.3.2 均匀圆阵54

3.3.3 均匀L阵54

3.3.4 均匀矩形阵55

3.4 阵列方向图55

3.4.1 均匀线阵方向图及其基本特性56

3.4.2 均匀圆阵方向图及其基本特性59

3.4.3 均匀矩形阵方向图及其基本特性64

3.5 阵列波束宽度和角度分辨率70

3.5.1 阵列波束宽度70

3.5.2 角度分辨率71

参考文献72

第4章 传统无线电测向理论与方法73

4.1 基于艾德考克天线阵的测向方法73

4.1.1 基于艾德考克天线阵的模拟测向原理73

4.1.2 瓦特森—瓦特测向法的数字实现原理78

4.2 基于乌兰韦伯尔天线阵的测向方法85

4.2.1 均匀线阵和／差方向图的特性86

4.2.2 基于乌兰韦伯尔天线阵的测向原理88

4.2.3 数值实验90

4.3 基于数字波束形成的测向方法93

4.3.1 延时—相加法93

4.3.2 Capon最小方差法94

4.3.3 数值实验96

4.4 相位干涉仪测向方法100

4.4.1 一维相位干涉仪测向原理100

4.4.2 二维相位干涉仪测向原理101

4.4.3 相位干涉仪的模糊解分析106

4.4.4 相位干涉仪的解模糊方法108

4.5 相关干涉仪测向方法114

4.5.1 相关干涉仪测向的基本原理115

4.5.2 相关干涉仪测向方法中的插值运算115

4.5.3 数值实验116

参考文献118

第5章 超分辨率测向理论与方法Ⅰ——基础篇119

5.1 阵列信号模型与方位估计方差的克拉美罗界119

5.1.1 阵列信号模型119

5.1.2 方位估计方差的克拉美罗界120

5.2 多重信号分类算法的基本原理及其理论性能分析128

5.2.1 多重信号分类算法的基本原理128

5.2.2 多重信号分类算法的若干推广形式130

5.2.3 多重信号分类算法的理论性能分析131

5.2.4 数值实验137

5.3 最大似然估计算法的基本原理及其理论性能分析144

5.3.1 未知确定型信号模型下的最大似然估计算法及其理论性能分析145

5.3.2 复高斯随机型信号模型下的最大似然估计算法及其理论性能分析150

5.4 子空间拟合估计算法的基本原理及其理论性能分析152

5.4.1 信号子空间拟合估计准则和算法153

5.4.2 噪声子空间拟合的优化准则和算法154

5.4.3 子空间拟合估计算法的理论性能分析155

5.4.4 数值实验158

5.5 基于旋转不变技术的测向算法的基本原理及其理论性能分析159

5.5.1 基于旋转不变技术的测向算法的基本原理159

5.5.2 LS-ESPRIT算法161

5.5.3 TLS-ESPRIT算法161

5.5.4 基于旋转不变技术的测向算法的理论性能分析162

5.5.5 数值实验166

参考文献169

附录B 第5章 所涉及的复杂数学推导170

附录B1 证明式（5.5 0）中的两个等式成立170

附录B2 证明式（5.5 3）172

附录B3 证明式（5.1 14）172

附录B4 证明式（5.1 52）和式（5.1 54）173

附录B5 证明式（5.1 58）174

附录B6 证明式（5.1 71）175

附录B7 证明式（5.2 06）175

附录B8 证明式（5.2 08）177

第6章 超分辨率测向理论与方法Ⅱ——推广篇178

6.1 相干信号方位估计方法179

6.1.1 相干信号的基本概念及其对超分辨率测向算法的影响179

6.1.2 空间平滑预处理技术180

6.2 信号二维到达角度估计方法185

6.2.1 基于多重信号分类算法的二维到达角度估计方法185

6.2.2 基于ESPRIT算法的二维到达角度估计方法189

6.3 乘性阵列误差存在条件下的信号方位估计方法202

6.3.1 乘性阵列误差存在条件下的阵列信号模型203

6.3.2 乘性阵列误差参数和信号方位联合估计方差的克拉美罗界203

6.3.3 乘性阵列误差参数和信号方位联合估计方法204

6.3.4 数值实验206

6.4 联合信号复包络先验信息的方位估计方法208

6.4.1 信号复包络已知条件下的方位估计方法209

6.4.2 利用信号复包络恒模信息的方位估计方法214

参考文献220

附录C 第6章 所涉及的复杂数学推导221

附录C1 证明式（6.1 22）中的两个等式221

附录C2 证明式（6.1 30）和式（6.1 31）223

附录C3 证明式（6.1 62）至式（6.1 64）225

附录C4 证明式（6.1 88）至式（6.1 90）227

第7章 基于测向信息的静止目标定位理论与方法229

7.1 基于电离层反射的单站定位理论与方法229

7.1.1 不考虑地球曲率影响的近距离单站定位229

7.1.2 考虑地球曲率影响的远距离单站定位231

7.1.3 单站定位中的误差分析232

7.2 双站二维交汇定位理论与方法233

7.2.1 双站二维交汇定位基本原理233

7.2.2 定位误差分析234

7.2.3 数值实验236

7.3 多站（多于两站）交汇定位理论与方法238

7.3.1 定位观测模型和目标位置估计方差的克拉美罗界238

7.3.2 定位误差椭圆概率，误差椭圆面积与误差概率圆环241

7.3.3 三种目标位置解算方法及其理论性能分析247

7.3.4 数值实验254

参考文献256

附录D 第7章 所涉及的数学推导256

附录D1 证明式（7.5 6）256

附录D2 矩阵An（r），？（r），？（r）的表达式257

第8章 基于测向信息的运动目标跟踪理论与方法259

8.1 基于测向信息的运动目标可观测性分析259

8.1.1 静止单站对匀速直线运动目标的可观测性分析259

8.1.2 匀速直线运动单站对匀速直线运动目标的可观测性分析261

8.1.3 匀加速直线运动单站对匀速直线运动目标的可观测性分析263

8.1.4 静止多站对匀速直线运动目标的可观测性分析267

8.2 基于单站测向信息的运动目标跟踪方法269

8.2.1 目标运动模型和观测模型269

8.2.2 目标运动状态向量估计的克拉美罗界270

8.2.3 扩展卡尔曼滤波算法和伪线性卡尔曼滤波算法271

8.2.4 无迹卡尔曼滤波算法275

8.3 基于多站测向信息的渐近无偏跟踪方法278

8.3.1 目标运动模型和观测模型278

8.3.2 参数估计方差的克拉美罗界279

8.3.3 渐近无偏跟踪方法280

8.3.4 序贯渐近无偏跟踪方法285

参考文献288

附录E 第8章 所涉及的复杂数学推导289

附录E1 证明式（8.6 ）289

附录E2 证明式（8.1 0）290

附录E3 证明式（8.2 3）290

附录E4 证明式（8.5 9）291

附录E5 证明式（8.6 2）292

附录E6292

附录E7294

第9章 基于阵列信号数据域的目标位置直接估计理论与方法296

9.1 基于单个可移动阵列的信号数据域目标位置直接估计方法296

9.1.1 阵列信号模型297

9.1.2 目标位置估计方差的克拉美罗界298

9.1.3 两种目标位置直接估计算法301

9.1.4 数值实验304

9.2 基于多个静止阵列的信号数据域目标位置直接估计方法306

9.2.1 阵列信号模型307

9.2.2 目标位置估计方差的克拉美罗界308

9.2.3 两种目标位置直接估计算法312

9.2.4 数值实验314

参考文献318