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本书是关于无线电辐射源定位理论与工程应用的著作，作者从无线电辐射源定位的相关概念和常用方法、应用问题及解决途径、基础理论与前沿技术着手，介绍了多种无线电辐射源定位方法，梳理了工程实现中的问题和解决方法，还适度增加了定位基础理论、定位新方法与新技术介绍。全书共11章，第1章简述无线电辐射源定位的任务、作用、简史和典型定位系统；第2章介绍常用无线电辐射源定位技术体制、定位坐标系及其转换、定位误差指标及表征方式、误差源及其影响、系统组成与工作流程；第3章概要介绍定位跟踪模型和定位估计算法；第4～7章分别具体介绍测向定位、时差定位、频移定位和时频差组合定位的原理与算法、定位误差、工程实现与应用、实例；第8章具体介绍其他组合定位的原理与算法、定位误差；第9章介绍无线电定位新方法中的智能定位和直接定位的原理与算法；第10章介绍运动目标跟踪的相关方法；第11章介绍无线电定位系统设计要点。

目    录
第1章  引言	1
1.1  无线电辐射源定位任务	1
1.2  无线电辐射源定位作用	1
1.3  辐射源定位简史	1
1.4  几种典型定位系统简介	3
1.4.1  国外定位系统介绍	3
1.4.2  国内定位系统介绍	5
1.5  本章小结	7
本章参考文献	7
第2章  无线电辐射源定位概论	9
2.1  定位技术体制	9
2.2  定位坐标系及其转换	13
2.2.1  常用的定位坐标系	13
2.2.2  不同坐标系之间的转换	13
2.3  定位误差指标及表征方式	14
2.3.1  误差相关矩阵	15
2.3.2  均方误差及均方根误差	15
2.3.3  几何稀释精度	15
2.3.4  不确定性椭圆	19
2.3.5  圆概率误差	23
2.3.6  克拉美?罗下界	24
2.3.7  定位误差表征方式比较	26
2.4  误差源及其影响	27
2.5  系统组成与工作流程	28
2.6  本章小结	29
本章参考文献	30
第3章  无线电定位模型与算法	31
3.1  定位跟踪模型	31
3.2  定位估计算法	33
3.2.1  定位静止目标或无状态方程表征的运动辐射源算法	33
3.2.2  定位跟踪已知状态方程的动目标算法	39
3.2.3  算法特点比较	42
3.3  本章小结	44
本章参考文献	44
第4章  测向定位	46
4.1  原理与算法	47
4.1.1  原理与估计准则	47
4.1.2  优化算法	48
4.2  定位误差分析	55
4.2.1  均方误差几何表示	55
4.2.2  克拉美?罗下界	58
4.2.3  测向定位误差概率	60
4.3  工程实现与应用	62
4.3.1  方向和相位差测量	62
4.3.2  坐标系转换	66
4.3.3  单机测向定位	66
4.3.4  单星测向定位	68
4.3.5  误差影响与校正	69
4.3.6  多辐射源测向定位	73
4.4  实例	75
4.5  本章小结	76
本章参考文献	76
第5章  时差定位	79
5.1  原理与算法	80
5.1.1  原理与估计准则	80
5.1.2  优化算法	81
5.2  定位误差分析	84
5.2.1  均方误差几何表示	84
5.2.2  克拉美?罗下界	86
5.3  工程实现与应用	88
5.3.1  时差测量	88
5.3.2  时频同步方法	94
5.3.3  消除模糊方法	98
5.3.4  误差影响与校正	100
5.3.5  数据压缩方法	103
5.4  实例	104
5.5  本章小结	105
本章参考文献	106
第6章  频移定位	108
6.1  原理与算法	109
6.1.1  原理与估计准则	109
6.1.2  优化算法	111
6.2  定位误差分析	113
6.2.1  均方误差几何表示	113
6.2.2  克拉美?罗下界	114
6.3  工程实现与应用	117
6.3.1  频率与频差测量	117
6.3.2  运动单站频移定位模糊及消除方法	121
6.3.3  运动单站频移定位误差影响与校正	123
6.3.4  多站频差定位误差影响与校正	125
6.4  实例	127
6.5  本章小结	129
本章参考文献	129
第7章  时频差组合定位	131
7.1  原理与算法	132
7.1.1  原理与估计准则	132
7.1.2  优化算法	134
7.2  定位误差分析	147
7.2.1  均方误差几何表示	147
7.2.2  克拉美?罗下界	149
7.3  工程实现与应用	151
7.3.1  时频差测量	151
7.3.2  误差影响与校正	157
7.3.3  观测站优化部署	166
7.4  实例	168
7.5  本章小结	169
本章参考文献	170
第8章  其他组合定位	173
8.1  测向测时差定位	173
8.1.1  测向测时差（双曲线或双曲面）定位	173
8.1.2  外辐射源测向测时差（椭球面）定位	177
8.2  测向测频差定位	183
8.2.1  运动单站	183
8.2.2  固定单站	185
8.2.3  测向测相位差变化率定位	188
8.2.4  逆无源定位	192
8.3  测向测时定位	194
8.3.1  原理与算法	195
8.3.2  定位误差分析	196
8.4  测频测相位差定位	198
8.4.1  原理与算法	198
8.4.2  定位误差分析	199
8.5  测向测时频差定位	201
8.5.1  原理与算法	201
8.5.2  定位误差分析	201
8.5.3  双星测向测时频差定位	202
8.6  本章小结	208
本章参考文献	208
第9章  无线电定位新方法	210
9.1  智能定位	210
9.1.1  原理与算法	210
9.1.2  算例	212
9.2  直接定位	216
9.2.1  联合时差和频差的直接定位	217
9.2.2  基于方向的运动单站直接定位	231
9.2.3  联合方向和时差的直接定位	234
9.2.4  其他直接定位方法	238
9.3  本章小结	238
本章参考文献	238
第10章  运动目标跟踪	242
10.1  单目标跟踪	242
10.1.1  基于测向信息的目标跟踪	243
10.1.2  基于时差信息的目标跟踪	247
10.1.3  基于时频差信息的目标跟踪	251
10.2  多目标跟踪	256
10.2.1  随机有限集与多目标滤波简介	257
10.2.2  多目标滤波与估计	261
10.2.3  多目标跟踪性能的衡量指标	264
10.2.4  随机有限集多目标滤波器	267
10.2.5  仿真案例	277
10.3  本章小结	280
本章参考文献	280
第11章  无线电定位系统论证与设计要点	282
11.1  定位系统论证与设计要点简介	282
11.2  定位系统论证与设计案例	282
11.2.1  任务分析	284
11.2.2  定位体制选择	285
11.2.3  系统组成与工作流程	288
11.3  本章小结	289
本章参考文献	289
附录A  部分数学基础	290
附录B  极大似然估计定位误差推导	299
附录C  空中辐射源定位误差几何表示	301
附录D  测向定位误差椭圆的长、短半轴推导	303
附录E  运动条件下的信号模型分析	304
附录F  极大似然估计与交叉模糊函数估计的关系	306
附录G  式（8-86）和式（8-89）中J和 ? 各分量表达式	309
附录H ? Tl?l ≈ ?l? Tl ≈ IM+1推导	310
附录I  式（9-62）中分量的具体表达式	312
附录J  式（10-46）与式（10-47）中分量的具体表达式	314
附录K  仿真程序	316

前    言
无线电辐射源定位在军事和非军事领域都有广泛的应用，本书是关于无线电辐射源定位理论与工程应用的著作，主要面向工作中需要解决无线电辐射源定位应用问题，以及需要进一步研究无线电辐射源定位理论的读者。作者从无线电辐射源定位的相关概念和常用方法、应用问题及解决途径、基础理论与前沿技术着手，介绍多种无线电辐射源定位方法，便于读者针对具体定位任务择优应用，并且梳理了工程实现方法和问题，有利于研发人员全面考虑定位工程实现问题，还适度增加了定位基础理论、定位新方法与新技术介绍，助力感兴趣者更深入研究与探讨。本书的选材和撰写主要具有以下特点。
（1）选材全面，突出重点。在参阅、比较大量最新无线电辐射源定位相关书籍、论文、工程设计方案等的基础上概述各类无线电辐射源定位技术体制，重点介绍工程中常用的测向定位、时差定位、频移定位、时频差组合定位等技术体制，并在分析比较的基础上介绍各类定位方法的适用场景。
（2）面向工程，注重应用。面向工程实践，力求理论与实践相结合，提升各类常用方法的可操作性：①尽可能给出本书所介绍的各类定位方法的典型工程应用案例；②在每种定位方法的介绍过程中专门开辟“工程实现与应用”一节介绍工程实践中可能遇到的典型问题及解决方案。
（3）扎根理论，关注前沿。清晰阐述无线电辐射源定位的相关概念，完整阐明多种定位方法的估计理论基础。不仅关注无线电辐射源定位的新思想、新方法、新应用，而且融入笔者及团队近期的一些研究成果与心得体会，并借鉴信号处理、机器学习等前沿技术，展示了前沿定位技术的潜力。
（4）深浅适宜，便于阅读。注重内容的深浅度与可读性，专门从直观的几何角度介绍常用定位方法的原理并推导定位误差，附录A给出的部分数学公式便于读者在尽量少地查阅数学专著的情况下阅读本书，其中的部分推导便于读者做类似应用；附录B～J给出了一些较长但必要的数学证明，方便读者按需阅读；附录K给出了一些仿真程序，便于进一步理解定位算法。
本书各章内容介绍如下。
第1章简述无线电辐射源定位的任务、无线电辐射源定位技术在各领域的作用、辐射源定位技术的发展简史，以及几种典型定位系统简介。
第2章介绍常用的无线电定位技术体制、定位坐标系及其转换、定位误差指标及表征方式、误差源及其影响，以及系统组成与工作流程。
第3章概要介绍无线电定位模型与算法，重点讨论定位跟踪模型和定位估计算法。
第4～7章分别介绍测向定位、时差定位、频移定位和时频差组合定位的原理与算法、定位误差、工程实现与应用、实例。
第8章介绍其他利用各类参数，如到达方向、相位差、相位差变化率、到达时差、到达频差、距离等进行组合定位方法的原理与算法、定位误差。
第9章介绍无线电定位新方法，包括智能定位、直接定位。
第10章介绍运动目标跟踪，包括基于测向信息、时差信息、时频差信息的单目标跟踪，以及随机有限集与多目标滤波的多目标跟踪等内容。
第11章介绍无线电定位系统设计要点，包括定位任务分析、定位体制选择、系统组成与定位流程。
附录中给出部分数学基础知识、相关数学证明和一些计算机仿真程序。
本书既可以按顺序全面阅读，也可以从定位任务→技术体制→定位原理→系统组成→工作流程→典型应用场景等进行认识面阅读，或者从定位跟踪模型→估计准则与方法→优化算法→误差分析→工程实现→实例等进行实践面阅读。建议读者在阅读前3章之后再阅读后续特定章节。
本书由陆安南、尤明懿、江斌、宋朱刚、叶云霞、黄凯、史斌华著，由陆安南对全书进行统一校对和修正。作者在写作过程中得到中国电子科技集团公司第三十六研究所的大力支持，并得到杨小牛院士的指导，还得到楼财义、张春磊、陈鼎鼎、缪善林、周琦、朱建丰、刘健、夏飞海、孟金芳、张永光、陶晓佳、邓伟等同志的帮助，在此一并表示衷心的感谢。
无线电定位技术用途广泛，面对今后更高的应用要求，需要我们用新思想、新理论、新方法提高定位理论水平和工程实现能力。限于作者水平，书中疏漏和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正，以便我们纠正和不断完善。

作　者          
电磁空间安全全国重点实验室

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