[發(fā)明專利]一種雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法及裝置

在審

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• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110927711A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 毛陳興;文方青;王可
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S3/14;G01S3/72
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂;陳懿

1.一種雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法，其特征在于，所述雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法包括：

S1、構建接收陣列匹配濾波后的樣本矩陣，并計算接收信號的協(xié)方差矩陣估計值；

S2、利用Tucker張量模型，構建高階的接收信號協(xié)方差張量模型；

S3、對高階協(xié)方差張量模型進行高階奇異值分解，獲取新的信號子空間和噪聲子空間；

S4、利用旋轉不變技術和矢量叉積技術獲取目標的方位角和俯仰角的估計以及二維極化角的估計；

S5、利用子空間正交原理實現(xiàn)DODs和DOAs的配對。

2.根據(jù)權利要求1所述雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法，其特征在于，所述張量模型包括以下四個關于張量操作的定義：

定義1，張量展開：令為一個N階張量，的模-n(n＝1,…,N)矩陣展開表示為其中，位于張量的(i₁，…，i_n)位置的元素成為位于矩陣的(i_n，j)處的元素，且

定義2，模-n張量與矩陣乘積：定義N階張量與矩陣的模-n乘積為其中且

定義3，張量模乘性質：N階張量的模乘性質主要有如下兩條：

其中符號表示Kronecker積，(·)^T表示轉置；

定義4，HOSVD：對于一個秩為K的四階張量，其HOSVD可以表示形式為

其中，為核張量，和為4個酉矩陣，其分別的n-模(n∈{1,2,3,4})展開的左奇異矩陣。

3.根據(jù)權利要求1所述雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法，其特征在于，所述步S2包括：

S21、利用Tucker張量模型，將所述接收陣列匹配濾波后的樣本矩陣堆疊成一個三階張量模型其第(m,n,l)個位置的元素為：

其中，M為發(fā)射陣元個數(shù)、N為接收陣元個數(shù)，L為快拍數(shù)，K為張量的秩，B_t和A_t分別表示發(fā)射陣列對應的發(fā)射方向矩陣和發(fā)射極化響應矩陣，B_r和A_r分別表示接收陣列對應的接收方向矩陣和接收極化響應矩陣，⊙表示按列克羅內克積，S(l,k)為目標RCS系數(shù)矩陣S的第(l,k)個元素，是噪聲張量的第(m,n,l)個元素；

S22、通過張量模型結構構建一個四階的接收信號張量協(xié)方差模型其第(m,n,p,q)個元素為：

其中，是Hermitian張量；為三階張量的第(m,n,l)個元素，為的共軛矩陣的第(p,q,l)個元素。

4.根據(jù)權利要求1所述雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法，其特征在于，所述步驟S3包括如下分步驟：

S31、根據(jù)所述高階協(xié)方差張量模型用截短的HOSVD來構建一個新的協(xié)方差張量R_s；

S32、對R_s做特征值分解，可獲得一個新的信號子空間E_s，E_s與虛擬方向矩陣張成相同的子空間。

5.根據(jù)權利要求1所述雙基地EMVS-MIMO雷達的高精度定位算法，其特征在于，所述步驟S4中，設分別為目標在直角坐標系的三分量估計，則：

S41、目標的2D-DOA仰角和方位角可以通過如下表達式進行估計：

S42、目標的2D-DOD仰角和方位角可以通過如下表達式進行估計：

其中，K為空間遠場同一距離元內的目標數(shù)；

S43、二維極化角可以通過如下表達式進行估計：

其中，分別為極化矢量g(γ,η)的估計值的兩個分量，極化矢量g(γ,η)可以由下式估計：

其中，代表EMVS的空域響應矩陣，為EMVS各個分量估計。