基于互相关的分布式多信源交叉定位算法

陈增茂， 葛梁， 白永珍

(哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)

空间信号到达方向估计(direction of arrival, DOA)是阵列信号处理研究的一个重要问题[1-4]。最早的DOA估计都是基于点信源理想模型的假设，然而实际阵列接收的信号往往具有一定的角度扩展[5]，此时若采用传统的点信源模型估计性能将严重恶化。因此，有学者提出了空间分布源的概念[6]并根据散射分量的特点将分布源分为相干分布源(coherently distributed,CD)和非相干分布源(incoherently distributed，ID)2种。非相干分布源的各散射分量不相关，其协方差矩阵大特征值的个数大于信源数，此时空间谱估计较为困难。文献[6]通过对多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法的阵列流形进行改进从而提出了针对分布式信源的分布源参数估计(distributed signal parameter estimator, DSPE)算法。文献[7]中提出，虽然非相干信源存在秩多的情况，但大部分能量都集中于最大的少数特征值中并据此提出了伪子空间的概念。文献[8]利用泰勒展开的GAM模型提出了一种基于旋转不变子空间原理的非相干分布式信源空间谱估计方法(ESPRIT-ID)。然而这些方法并未消除多径信号，只是采用空间重新划分的方法尽量消除散射信号造成的影响。测向处理后的一个重要的目标就是定位，最常用的方法就是单站定位或多站定位。单站定位一般要求测向站相对待测向目标处于运动当中[9-10]。传统多站定位一般为2步定位，对信号进行角度解算[11-13]后利用相应方法进行目标位置的估计。2步定位会引入额外误差[14]，为了解决这个问题有学者提出了数据域直接定位算法[15-19]。……