[發(fā)明專利]一種運動單站的直接定位方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810798510.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108828568A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳迪;李春奇;訾琳溁;胡濤;趙擁軍;蔣騰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

1.一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)建立包含多普勒效應(yīng)的目標(biāo)源數(shù)據(jù)接收模型，并對目標(biāo)源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；

(2)根據(jù)目標(biāo)源的數(shù)據(jù)接收模型和對目標(biāo)源采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合目標(biāo)源位置的均方誤差，構(gòu)造運動單站定位的代價函數(shù)；

(3)根據(jù)代價函數(shù)選擇出均方誤差最小的坐標(biāo)，該坐標(biāo)所對應(yīng)的位置即為目標(biāo)源的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，所述代價函數(shù)為：

其中

r_k＝[r_k(0),r_k(1),...,r_k(N_s-1)]^T

n_k＝[n_k(0),n_k(1),...,n_k(N_s-1)]^T

s_k＝[s_k(0),s_k(1),...,s_k(N_s-1)]^T

K為觀測間隙的總數(shù)量，f_k為第k個觀測間隙內(nèi)結(jié)合多普勒效應(yīng)的載頻，b_k表示在第k個觀測間隙內(nèi)目標(biāo)源所發(fā)射信號到達(dá)觀測站的信道傳播衰減參數(shù)，N_s為F_k的維度，T_s各觀測間隙內(nèi)的采樣時間間隔，r_k(t)表示目標(biāo)源第k個觀測間隙的數(shù)據(jù)接收模型，s_k(t)為目標(biāo)源在第k個觀測間隙的發(fā)射信號，n_k(t)表示第k個觀測間隙內(nèi)均值為0、方差為σ²的高斯白噪聲；所述步驟(3)中當(dāng)代價函數(shù)最小時，所對應(yīng)的坐標(biāo)為目標(biāo)源的位置坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，對所述代價函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到函數(shù)：

其中

當(dāng)函數(shù)取最大值時，在對應(yīng)的坐標(biāo)即為目標(biāo)源的位置坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，所述步驟(1)中的得到的目標(biāo)源數(shù)據(jù)模型為：

其中b_k表示第k個觀測間隙內(nèi)目標(biāo)源所發(fā)射信號在到達(dá)觀測站的信道傳播衰減參數(shù)，n_k(t)表示均值為0、方差為σ²的高斯白噪聲，f_k為第k個觀測間隙內(nèi)結(jié)合多普勒效應(yīng)的載頻，s_k(t)為目標(biāo)源在第k個觀測間隙的發(fā)射信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，所述第k個觀測間隙內(nèi)結(jié)合多普勒效應(yīng)的載頻f_k為：

f_k＝f_cμ_k(p)

所述f_c為目標(biāo)源發(fā)射信號s(t)的載頻，μ_k(p)表示目標(biāo)源與運動觀測站由于相對運動而產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)，表示為：

其中c表示電磁波的傳播速度，T為一個觀測間隙的觀測時間，p₀為假設(shè)目標(biāo)源為靜止目標(biāo)源時的位置向量，p_k和v_k分別表示在第k個觀測間隙內(nèi)目標(biāo)源的位置與速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運動單站的直接定位方法，其特征在于，所述步驟(3)中，首先進(jìn)行地理網(wǎng)格劃分，然后根據(jù)代價函數(shù)選擇出均方誤差最小的地理網(wǎng)格，該地理網(wǎng)格所對應(yīng)的位置即為目標(biāo)源所在的位置。