مکان‌یابی تابشگرهای زمینی با استفاده از ماهواره‌های leo در سناریوی ler مبتنی بر روش ترکیبی tdoa-fdoa

دانستن مکان تابشگر تقریباً در تمام سامانه های جنگ الکترونیک بسیار ضروری است. این مقاله، به مطالعه و بررسی روش های مکان یابی تابشگر با استفاده از ماهواره ها می پردازد. در مکان‌یابی تابشگر مبتنی بر اندازه گیری های ترکیبی tdoa-fdoa، تخمین حداقل مربعات خطی (lls) به دلیل کارایی محاسباتی،به طور گسترده استفاده می‌شود. حداقل مربعات وزنی دومرحله‌ای و حداقل مربعات وزنی محدود از روش‌های رایج lls هستند؛ اما عملکرد آن‌ها در سناریوی شعاع های برابر بزرگ (ler) که یک هندسه متداول در مکان یابی ماهواره ای است، به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. در این سناریو، اغلب روش های مرسوم مکان یابی با مشکل بدحالتی ماتریس ها مواجهه می شوند. علاوه‌برآن، این روش ها دارای مشکلاتی از قبیل پیچیدگی بالا و یا استراتژی انتخاب ریشه پیچیده هستند. در سناریوی ler، معادلات اندازه گیری های ترکیبی tdoa-fdoa با یک رویکرد هندسی به‌صورت خطی تقریب زده می شوند. معادلات خطی، امکان استفاده از تخمین حداقل مربعات وزنی، برای داشتن یک پاسخ فرم بسته از مکان تابشگر را فراهم می‌کند. این تکنیک به حدس اولیه، متغیر کمکی، تخمین دومرحله ای و استراتژی انتخاب ریشه پیچیده نیاز ندارد. در این روش، بایاس تخمین ناشی از مدل‌سازی ler در غیاب نویز اندازه‌گیری و در شرایط ler ضعیف، قابل‌توجه است؛ اما می‌توان آن را جبران کرد و با ایجاد شرایط ler قوی، درنهایت یک تخمین‌گر نااُریب به دست آورد. با تحلیل و ارزیابی عملکرد تخمین‌گر پیشنهادی ازنظر تئوری، نشان داده می‌شود که ماتریس کوواریانس خطای مکان تابشگر در شرایط ler قوی، به کران پایین کرامر - رائو (crlb) می رسد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد، الگوریتم پیشنهادی با زمان اجرا و پیچیدگی کمتر نسبت به سایر روش های مرسوم، در بازه نویز اندازه‌گیری وسیع‌تری به crlb می رسد.

localization of ground emitters using leo satellites in ler scenario based on combined tdoa-fdoa method

knowing the location of the emitter is essential in almost all electronic warfare systems. this article studies and investigates methods of emitter localization using satellites. in emitter localization based on combined tdoa-fdoa measurements, linear least squares (lls) estimation is widely used due to its computational efficiency. two-stage weighted least squares and constrained weighted least squares are common lls methods, but their performance decreases significantly under large equal radius (ler) scenarios, which is a common geometry in satellite-based localization. in this scenario, conventional localization methods often face ill-conditioned matrix problems. in addition, these methods suffer from problems such as high complexity or complex root selection strategy. in the ler scenario, the equations of the combined tdoa-fdoa measurements are linearized using a geometric approach. linear equations provide the possibility of using weighted least squares estimation to obtain a closed-form solution for the emitter location. this technique does not require initial guess, auxiliary variable, two-stage estimation and complex root selection strategies. in this method, the estimation bias caused by ler modeling is significant in the absence of measurement noise and in weak ler conditions; which it can be compensated and by establishing a strong ler condition, an unbiased estimator can be obtained, ultimately. by analyzing and evaluating the performance of the proposed estimator theoretically, it is shown that the covariance matrix of the emitter location error reaches the cramér-rao lower bound (crlb) in strong ler conditions. the simulation results show that the proposed algorithm reaches crlb in a wider range of measurement noise range with lower run time and complexity compared to other conventional methods.