本文提出了一种空中虚拟靶标系统,能够以较低的成本完成武器系统的打击精度评定。本系统依托实际打靶测试场景,基于一发多收的近程双/多基地雷达探测体制,采用毫米波段线性调频连续波(LFMCW)信号,通过纯距离定位并跟踪武器打击位置及状态,将打靶信息与预期结果对比,实现武器系统的评定。首先,分析了系统的各项参数选择。主要包括双基地雷达目标截面积的仿真,LFMCW信号的调制带宽、调制频率选择,功率预算等,利用仿真结果确定了系统方案及参数的可行性。其次,研究了系统的定位性能及优化算法。重点分析了二维平面与三维空间情况下,系统的定位精度与目标位置的关系,并通过仿真结果比较了数据优选和动态加权两种多基地数据融合算法的效果。第三,推导了基于纯距离定位LFMCW信号的双/多基地雷达模糊函数。利用推导的模糊函数分析了距离和速度分辨力,从双基地基本多普勒关系和模糊函数两个角度研究了距离速度耦合斜率与位置的关系。第四,详细分析了距离速度去耦合方法。推导了纯距离定位的双基地雷达差拍信号公式,利用基于三角波正负斜率调频的频域配对法,研究了针对单目标及多目标的频域配对步骤,同时讨论了利用分数傅里叶变换来提取中心频率的方法。最后,讨论了利用扩展卡尔曼滤波(EKF)进行轨迹跟踪的方法。根据相应数学模型,建立了目标运动模型与量测模型,分析了卡尔曼滤波过程中的野值剔除问题,同时给出了二维平面与三维空间情况下的EKF滤波算法公式、流程及仿真结果。