[發(fā)明專利]一種廣義秩目標(biāo)基于TDOA和FDOA多態(tài)融合定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810354324.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN108732532A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鵬;劉戰(zhàn)合;劉兆瑜;趙青;王超梁;劉亞;王艷艷;劉艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S5/02
• 分類號(hào): G01S5/02
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明了一種廣義秩目標(biāo)基于TDOA和FDOA多態(tài)融合定位方法：對(duì)多個(gè)未知目標(biāo)K進(jìn)行定位，設(shè)第k個(gè)目標(biāo)TDOA表達(dá)式如式(1)：其中，i,j∈I,k∈K，x_k代表第k個(gè)未知目標(biāo)位置，代表相應(yīng)測(cè)量干擾噪聲以及代表TDOA測(cè)量值；定位問(wèn)題起始建模如式(2)：i∈I,k∈K，P^(ij)是K×K排列矩陣，k＝1,2,…,K}代表向量；對(duì)于多個(gè)未知目標(biāo)K定位問(wèn)題可以表示式(3)的優(yōu)化問(wèn)題：擬采用BCD算法兩步迭代進(jìn)行求解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廣義秩目標(biāo)基于TDOA和FDOA多態(tài)融合定位方法。

背景技術(shù)

人傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)復(fù)雜場(chǎng)景下存在電磁場(chǎng)雜波干擾、波前擾動(dòng)、局部散射、環(huán)境氣流、多維演化、位置隨意性等因素使得點(diǎn)源模型不再適用。同時(shí)，傳感器陣列的通道幅相誤差、陣元位置誤差、波束指向誤差、陣元各向異性與不一致性引起響應(yīng)靈敏度誤差、陣元間耦合等陣列因素也導(dǎo)致波束形成器性能急劇下降。

為此，重點(diǎn)研究傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)廣義秩目標(biāo)凸優(yōu)化穩(wěn)健波形成方法，實(shí)現(xiàn)單秩和高階秩目標(biāo)凸優(yōu)化穩(wěn)健波形成。

針對(duì)不確定性傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)場(chǎng)景，利用導(dǎo)向向量失配，擬研究基于Capon波束形成器信號(hào)自消的高精度定位方法。

當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)有位置誤差時(shí)，首先，采用SDR和S--過(guò)程等凸優(yōu)化技術(shù)建模分析，將非線性非凸問(wèn)題建模SDP凸優(yōu)化問(wèn)題，然后運(yùn)用凸優(yōu)化融合圖論技術(shù)將目標(biāo)--測(cè)量值關(guān)聯(lián)性未知問(wèn)題轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)完全偶匹配SWCB問(wèn)題，最后依據(jù)轉(zhuǎn)化結(jié)果利用線性規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行多態(tài)融合定位。擬提出延遲快拍思想，增強(qiáng)高精度定位方法在傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)場(chǎng)景感知目標(biāo)分辨率和穩(wěn)健性。

構(gòu)建DSP處理器信號(hào)處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)廣義秩目標(biāo)傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)感知定位系統(tǒng)。開展TDOA和FDOA多態(tài)融合定位極限分析，仿真實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)算法分析，優(yōu)化穩(wěn)健波性能分析。驗(yàn)證廣義秩目標(biāo)傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)感知關(guān)鍵技術(shù)與方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的一種目標(biāo)基于TDOA和FDOA多態(tài)融合定位方法，明顯增強(qiáng)定位精度。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種廣義秩目標(biāo)基于TDOA和FDOA多態(tài)融合定位方法，其特征在于，具體過(guò)程如下：

對(duì)多個(gè)未知目標(biāo)K進(jìn)行定位，設(shè)第k個(gè)目標(biāo)TDOA表達(dá)式如式(1)所示：

其中，i,j∈I,k∈K，x_k代表第k個(gè)未知目標(biāo)位置，代表相應(yīng)測(cè)量干擾噪聲以及代表TDOA測(cè)量值；

但在傳感網(wǎng)時(shí)空數(shù)據(jù)復(fù)雜場(chǎng)景中，對(duì)于待定位目標(biāo)k的每對(duì)i,j而言，常常是無(wú)序的，因此，該定位問(wèn)題起始建模如式(2)所示：

P^(ij)是K×K排列矩陣，代表向量；

經(jīng)過(guò)系列等效變換，對(duì)于多個(gè)未知目標(biāo)K定位問(wèn)題可以表示式(3)所示的優(yōu)化問(wèn)題：

擬采用BCD算法兩步迭代進(jìn)行求解。

該方法可以顯著提高定位精度。

具體實(shí)施方式

針對(duì)目標(biāo)--測(cè)量值關(guān)聯(lián)性未知情況下多態(tài)融合定位問(wèn)題，采用SDR和S--過(guò)程等凸優(yōu)化技術(shù)建模分析，將非線性非凸問(wèn)題建模SDP凸優(yōu)化問(wèn)題，然后運(yùn)用凸優(yōu)化融合圖論技術(shù)將目標(biāo)--測(cè)量值關(guān)聯(lián)性未知問(wèn)題轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)完全偶匹配SWCB問(wèn)題，最后依據(jù)轉(zhuǎn)化結(jié)果利用線性規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行定位求解。在對(duì)K個(gè)未知目標(biāo)進(jìn)行定位，設(shè)第k個(gè)目標(biāo)TDOA表達(dá)式如下所示：