Localisation passive d'émetteurs radar par mesures de TDOA

Passive localization of radar emitters using TDOA measurements

• Auteur / Autrice : Hugo Seuté
• Direction : Ali Khenchaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique et traitement du signal
• Date : Soutenance le 24/04/2017
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Brest ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Aziz Benlarbi-Delaï
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ali Khenchaf, Salah Bourennane, Pascal Larzabal, Yide Wang, Delphine Daré-Emzivat, Jean-Christophe Cexus, Cyrille Enderli, Jean-François Grandin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Salah Bourennane, Pascal Larzabal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Guerre électronique

Détection du signal

Radar -- Antennes

Mots clés libres

TDOA

ESM

ELINT

Localisation passive

Synchronisation

Guerre électronique

SDR

Radar

TDOA

ESM

ELINT

Passive localization

Synchronization

Electronic warfare

SDR

Radar

Résumé

Quel que soit le théâtre d’opérations, la connaissance de la position géographique des émetteurs radar est une préoccupation majeure en GE (Guerre Electronique) : elle permet de décrire la situation tactique du terrain afin de pouvoir mener des actions adéquates. Les techniques traditionnelles de localisation passive utilisent le principe de la goniométrie d’amplitude ou de l’interférométrie. Ces méthodes, bien qu’ayant fait leurs preuves, possèdent certaines limitations et leur précision est perfectible. La localisation par TDOA (Time Difference Of Arrival, temps différentiel d’arrivée) permet d’obtenir de meilleures performances de localisation en exploitant le retard de l’onde émise, mesuré sur plusieurs plateformes. Bien que potentiellement plus performant, un tel système est complexe à mettre en oeuvre. Dans le manuscrit est décrite la chaine complète du traitement de l’information, depuis le signal émis, jusqu’au calcul des coordonnés géographique de la position estimée de la source. L’enjeu de cette thèse est d’identifier les points durs au sein de cette chaine, et d’apporter des solutions permettant de les dépasser. À chaque étape du traitement, les solutions sont illustrées sur des données réelles issues d’un système expérimental développé pour l’occasion, ainsi que sur des scénarios opérationnels de GE aéroportée ou spatiale. L’étude s’est concentrée sur les éléments suivants, qui influencent les performances finales de la localisation de la cible : le récepteur ESM (Electronic Support Measure), les méthodes d’estimation du TDOA, le dispositif de synchronisation des bases de temps ainsi que les algorithmes de localisation.

For every theatre of operations, locating the enemy radar emitters is a major concern of EW (Electronic Warfare). This knowledge helps defining the tactical situation in order to take appropriate actions. The traditional techniques of passive localization consist in direction finding, either using an interferometer or amplitude difference measurements. Although these methods have proven their reliability, there are some constraints relative to their use, and the accuracy they achieve can be overcome. TDOA (Time Difference Of Arrival) localization can provide better performance in terms of position accuracy by using the difference in delay measured between two distant receivers. This improvement in accuracy comes at a cost: it is necessary to conceive acomplex multi-platform system. In this manuscript, the complete processing chain is detailed thoroughly, from the emitted signal to the final estimate of the target coordinates. This thesis aims to identify the key steps of the overall processing, and to develop solutions in order to improve them. For each of step, solutions are illustrated with real data acquired from an experimental system specially conceived for this thesis, as well as from airborne and spaceborne ESM (ElectronicSupport Measure). This study focuses on the following steps, which affect the final localization performance: reception of the signal, estimation of TDOA measurements, time base synchronization and localization algorithms.