Target Velocity Estimation Technique Using CPA Analysis at the Moving Receiver

A conventional Closest Point of Approach (CPA) analysis allows a non-maneuvering moving source that is radiating a constant frequency tone to be located using doppler shifted frequency measurements obtained by a stationary receiver. The original frequency, relative speed of the target, time at the CPA, and range from the CPA to the sensor are estimated by the conventional CPA. However, this paper proposes a new CPA analysis that allows the motion parameters of a target to be estimated using the bearing and frequency measurements obtained by a moving receiver that has a constant velocity. The validity of the proposed estimation scheme is confirmed through a performance analysis and simulation study.

CPA분석을 이용한 기동하는 수신기에서의 표적 속도 추정기법

일정한 주파수의 음향신호를 발생시키는 표적이 기동할 때 한 개의 고정된 센서에서 관측된 신호의 주파수는 시간에 따라 도플러 변이가 발생한다. 이러한 도플러 변이 현상을 이용한 기존의 CPA (Closest Point of Approach) 분석으로 센서 수신기에 표적이 최단거리로 근접했을 때의 시간, 거리, 속력 그리고 실제 신호의 중심주파수를 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고정된 단일 센서 대신에 일정한 속도로 기동하는 배열센서 수신기에서 주파수뿐만 아니라 표적의 방위각을 관측하여 이로부터 표적의 실제 기동속도를 추정하는 기법을 제안한다. 그리고 제안한 기법의 성능검증을 위해 오차 분석 및 모의 실험을 수행하였다.