《基于多传感器的无线信号空域信息获取与处理理论与方法》

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利用多传感器对无线信号进行空域信息获取与处理具有重要的理论意义和应用价值,其已在无线监测、导航遥测、地震勘测、应急救援、安全保障等诸多工业与电子信息领域发挥着重要作用。该项目正是针对该技术展开应用基础研究,主要研究内容包括:(1)阵列传感器误差高精度校正;(2)基于阵列传感器的无线信号高增益合成接收;(3)基于多传感器的无线信号高精度空域信息获取。

项目得到国家自然科学基金青年科学基金、中国博士后科学基金面上项目、信息工程大学优秀青年基金以及信息工程大学自主创新项目支持。自项目实施以来,主要完成人已累计在IEEE/Elsevier/IET/Springer等旗下SCI源刊发表论文51篇,在EI源刊和《中国科学:信息科学》发表论文22篇,在GLOBECOM/ICC/ICCW/ICCC/WCSP等国际会议发表论文12篇,公开出版学术专著5部,申请国家发明专利20项、软件著作权3项。项目研究成果获河南省优秀学术论文一等奖2项、二等奖3项;河南省优秀学术著作二等奖1项;《西安交通大学学报》年度优秀论文奖1项;全国博士生学术年会优秀论文奖1项。基于项目研究内容所撰写的学位论文获河南省优秀硕士学位论文奖1项;全军优秀硕士学位论文奖2项;信息工程大学优秀博士学位论文奖2项。

该项目的8篇代表性论著有2篇论文属于中科院JCR二区,4篇论文属于中科院JCR三区,1篇论文属于中科院JCR四区,1篇专著被国防工业出版社列为重点图书推荐。8篇代表性论著在SCI期刊被正面引用51次。项目部分研究成果已在实际系统中得到应用,发挥了一定社会效益。该项目的主要创新点包括:

(1)在阵列传感器误差高精度校正中,分别提出了协同校正源时域信息和空域信息的阵列传感器误差校正方法,以及可抑制校正源方位偏差的鲁棒阵列传感器误差校正方法,提高了阵列天线误差校正精度,为后续的阵列处理奠定基础。

(2)在基于阵列传感器的无线信号高增益合成接收中,分别提出了基于随机矩阵理论和二次型约束的弱信号稳健波束形成方法、多径信号能量合并式最优波束形成方法,以及联合多径信号统计特征的盲波束形成方法,增强了对无线信号的合成增益,并能有效抑制干扰和克服多径,提高了对无线信号的监测效果。

(3)在基于多传感器的无线信号高精度空域信息获取中,分别提出了协同信号时域信息的多信号方位高精度估计方法、基于均匀阵型的低复杂度多信号方位估计方法、基于半正定松弛优化的鲁棒型信号定位方法、可抑制观测误差的鲁棒型广义最小二乘定位解算框架、基于优化矩阵最小(或最大)特征值的低复杂度信号数据域直接定位方法、模型误差存在下信号数据域直接定位的理论性能分析方法以及自适应抑制模型误差的鲁棒型信号数据域直接定位方法,可获取高精度的信号空域信息,进而确定信号到达方位及其空间位置坐标。

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