[發(fā)明專利]多傳感器無源協(xié)同測向定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610172124.7
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105740203B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 李思奇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06F17/12;G06F17/16
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心51121
• 代理人: 郭純武

1.一種多傳感器無源協(xié)同測向定位方法，其特征在于包括如下步驟：以多傳感器數(shù)據(jù)預處理模塊、觀測方程構建模塊、加權矩陣計算模塊、目標初始值估計模塊、加權非線性最小二乘估計模塊為單元構建多傳感器無源協(xié)同測向定位軟件架構；在無源協(xié)同測向定位軟件中，輸入多傳感器量測數(shù)據(jù)，對多傳感器數(shù)據(jù)進行預處理，通過多傳感器數(shù)據(jù)預處理模塊讀入多傳感器量測數(shù)據(jù)，計算預測殘差v(k)＝z(k)-H(k)Y(k|k-1)，v(k)服從均值為零的高斯分布，利用預測殘差v(k)對觀測值z(k)進行判別野值并剔除野值，若v(k)≤μσ，則判為正常點，若v(k)＞μσ，則判為野值點，野值剔除后采用擴展遺忘因子遞推最小二乘濾波算法進行濾波更新，再將每個傳感器觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)一預測外推到同一時刻，同步多傳感器觀測數(shù)據(jù)；然后，利用觀測極坐標與直角坐標系的關系，建立多傳感器的非線性觀測式h(X)；根據(jù)每個觀測傳感器的觀測誤差構建量測協(xié)方差矩陣，計算出加權矩陣和多傳感器的觀測線性方程組，并采用最小二乘估計方法求解目標位置的初始估計值；采用加權非線性最小二乘估計算法計算量測值殘差，把非線性觀測式進行泰勒級數(shù)展開，利用加權高斯牛頓下降法計算增量，對目標位置進行迭代求解，計算增量的顯著性檢驗統(tǒng)計量，再對檢驗統(tǒng)計量進行判決，當判決為估計收斂則退出迭代計算，將此時迭代估計解作為最終目標定位信息，通過多傳感器協(xié)同定位輸出此時迭代估計解作為最終目標定位信息，從而實現(xiàn)對目標的協(xié)同測向定位，其中，z(k)為傳感器第k次觀測方位角θ或俯仰角H(k)為量測矩陣，Y(k|k-1)為第k-1次濾波值對第k次預測值，μ為常數(shù)，σ為傳感器觀測噪聲標準差。

2.如權利要求1所述的多傳感器無源協(xié)同測向定位方法，其特征在于：量測矩陣H(k)＝[1 0]，第k-1次濾波值對第k次預測值Y(k|k-1)的計算方式如下：

Y(k|k-1)＝F(k)Y(k-1)(1)

其中，狀態(tài)轉移矩陣T_s為傳感器的觀測周期，狀態(tài)估計向量y(k-1)和分別為傳感器第k-1次濾波方位角或俯仰角及其變化率。

3.如權利要求1所述的多傳感器無源協(xié)同測向定位方法，其特征在于：μ根據(jù)判別概率選取選3或4。

4.如權利要求1或2所述的多傳感器無源協(xié)同測向定位方法，其特征在于：多傳感器數(shù)據(jù)預處理模塊采用擴展遺忘因子遞推最小二乘濾波算法，把通過判別的正常殘差數(shù)據(jù)帶入進行濾波更新為：

Y(k)＝Y(k|k-1)+K(k)v(k) (2)

K(k)＝F(k)P(k-1)F(k)^TH(k)^T[λI+H(k)F(k)P(k-1)F(k)^TH(k)^T]^-1 (3)

P(k)＝λ^-1[F(k)P(k-1)F(k)^T-K(k)H(k)F(k)P(k-1)F(k)^T](4)

其中，Y(k)為第k次濾波值，K(k)為濾波增益；F(k)為狀態(tài)轉移矩陣，H(k)為觀測矩陣；I為2階單位矩陣；T表示矩陣轉置；λ為遺忘因子，滿足0＜λ≤1；P(k)為Y(k)的狀態(tài)濾波協(xié)方差矩陣。

5.如權利要求1所述的多傳感器無源協(xié)同測向定位方法，其特征在于：多傳感器數(shù)據(jù)預處理模塊把協(xié)同定位時間設定在t時刻，將每個傳感器觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)一預測外推到t時刻，計算同步時刻外推觀測值其中，作為傳感器在協(xié)同定位t時刻外推觀測值，預測轉移矩陣φ(k)＝[1 t-t_k]，t_k為濾波值Y(k)所在時刻。