[發明專利]一種優化分布式定位方法及系統

有效

• 申請號: 202010193774.6
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111505574B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 徐自勵;華偉
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所;四川大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;G01S5/02
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 黃利萍

1.一種優化分布式定位方法，其特征在于，包括：

測量目標信號到達各遠端接收站的時間，計算k時刻目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間的時間差，i的取值范圍為1到N-1，得到目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間時間差的時間序列{t_k}；

建立目標位置時間序列{s_k}與對應的目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間時間差的時間序列{t_k}的關系式；

根據目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間的時間差序列{t_k}的狀態模型，建立Kalman濾波方程，得到濾波后時間差；

利用判決門限判定選取濾波后時間差或者測量時間差為定位時間差，建立定位方程，計算k時刻目標定位位置；

根據目標定位位置與目標前一位置，利用目標位置時間序列{s_k}與對應的目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間時間差的時間序列{t_k}的關系式，估算k時刻Kalman濾波過程噪聲方差；

重復計算k+1時刻即k＝k+1時，目標定位位置及Kalman濾波過程噪聲方差；

所述目標位置時間序列{s_k}與對應的目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間時間差的時間序列{t_k}的關系式包括：

對于二維運動目標，

對于三維運動目標，

其中：Δs_k＝s_k-s_k-1，Δt_k＝t_k-t_k-1，

Δs_k為k時刻目標運動產生的位置增量，c為信號傳輸的速度，s_k為k時刻目標位置，s_k-1為k-1時刻目標位置；

Δt_k為k時刻目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間的時間差所產生的時間差增量，t_k為k時刻目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間的時間差，t_k-1為k-1時刻目標信號到達第i與第i+1個遠端接收站間的時間差；

所述Kalman濾波方程包括：

狀態更新方程為：

測量更新方程為：

其中，為k時刻先驗狀態估計，為k時刻后驗狀態估計，為k時刻先驗估計誤差方差，P_k為k時刻后驗估計誤差方差，z_k為k時刻測量的時間差，K_k為卡爾曼增益，R為測量噪聲方差，T₀為遠端接收站時鐘計時精度，Q_k-1為k-1時刻過程噪聲的方差；

所述利用判決門限判定選取濾波后時間差或者測量時間差為定位時間差包括：

若

若t_k＝z_k

其中：T為判決門限，根據遠端接收站對目標信號到達時間的測量誤差確定；t_k為k時刻定位時間差；

所述定位方程為：

||s_k-R_i||-||s_k-R_i+1||＝ct_k

其中：s_k為k時刻目標位置，R_i為第i個遠端接收站位置，R_i+1為第i+1個遠端接收站位置；

所述Kalman濾波過程噪聲方差，

對于二維運動目標，測量k時刻下，過程噪聲方差Q_k為

對于三維運動目標，測量k時刻下，過程噪聲方差Q_k為

其中：s_k為k時刻目標位置，s_k-1為k-1時刻目標位置，c為信號傳播速度。