[發(fā)明專利]基于目標(biāo)信號(hào)TDOA濾波的分布式時(shí)差定位方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010420107.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN111781556B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐自勵(lì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)民用航空總局第二研究所
• 主分類號(hào): G01S5/06
• 分類號(hào): G01S5/06;G01S5/02
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11579
• 代理人: 黃利萍

1.一種基于目標(biāo)信號(hào)TDOA濾波的分布式時(shí)差定位方法，其特征在于，包括：

測(cè)量k時(shí)刻目標(biāo)信號(hào)到達(dá)各遠(yuǎn)端接收站的時(shí)間；

計(jì)算目標(biāo)信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)遠(yuǎn)端接收站間的時(shí)間差TDOA；

根據(jù)目標(biāo)信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)遠(yuǎn)端接收站間的時(shí)間差TDOA解算目標(biāo)初始位置，并根據(jù)遠(yuǎn)端接收站測(cè)量到的時(shí)間及目標(biāo)位置判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)定濾波初值；

建立與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的TDOA統(tǒng)計(jì)模型；

根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及相應(yīng)的TDOA統(tǒng)計(jì)模型，對(duì)目標(biāo)信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)遠(yuǎn)端接收站間的時(shí)間差TDOA進(jìn)行Kalman濾波，并利用濾波后的TDOA解算k時(shí)刻目標(biāo)位置；

根據(jù)目標(biāo)位置解算結(jié)果估計(jì)并更新濾波參數(shù)，判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變并切換與目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相應(yīng)的TDOA統(tǒng)計(jì)模型；

重復(fù)上述步驟對(duì)k+1時(shí)刻目標(biāo)信號(hào)到達(dá)相鄰兩個(gè)遠(yuǎn)端接收站間的時(shí)間差TDOA進(jìn)行Kalman濾波，利用濾波后的TDOA解算k+1時(shí)刻目標(biāo)位置；

所述根據(jù)遠(yuǎn)端接收站測(cè)量到的時(shí)間及目標(biāo)位置判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括濾波初始目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷，包括如下步驟：

連續(xù)三次測(cè)量目標(biāo)信號(hào)TDOA，得到t₁,t₂,t₃，并根據(jù)測(cè)量到的目標(biāo)信號(hào)TDOA，直接解算出目標(biāo)的三個(gè)位置s₁,s₂,s₃；

根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間測(cè)量誤差及定位誤差設(shè)置相應(yīng)的判斷門限T_t及T_s；

根據(jù)測(cè)量到的目標(biāo)信號(hào)TDOAt₁,t₂,t₃與設(shè)定的門限T_t以及解算出的目標(biāo)位置s₁,s₂,s₃及設(shè)定的門限T_s判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：

若|t₂-t₁|＜T_t且|t₃-t₂|＜T_t且|s₂-s₁|＜T_s且|s₃-s₂|＜T_s，則目標(biāo)處于靜止?fàn)顟B(tài)；

若|t₂-t₁|＞T_t且|t₃-t₂|＞T_t且||t₃-t₂|-|t₂-t₁||＜T_t且|s₂-s₁|＞T_s且

|s₃-s₂|＞T_s且||s₃-s₂|-|s₂-s₁||＜T_s，則目標(biāo)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

若|t₂-t₁|＞T_t且|t₃-t₂|＞T_t且||t₃-t₂|-|t₂-t₁||＞T_t且|s₂-s₁|＞T_s且

|s₃-s₂|＞T_s且||s₃-s₂|-|s₂-s₁||＞Ts，則目標(biāo)處于變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

所述根據(jù)遠(yuǎn)端接收站測(cè)量到的時(shí)間及目標(biāo)位置判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還包括目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的判斷，包括如下步驟：

根據(jù)目標(biāo)信號(hào)TDOA當(dāng)前時(shí)刻的濾波值tk、前兩時(shí)刻的濾波值t_k-1,t_k-2及設(shè)定的門限T′_t以及解算出當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)位置s_k、前兩時(shí)刻的目標(biāo)位置s_k-1,s_k-2及設(shè)定的門限T′_s判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：

若|t_k-t_k-1|＜T′_t且|t_k-1-t_k-2|＜T′_t且|s_k-s_k-1|＜T′_s且|s_k-1-s_k-2|＜T′_s，則目標(biāo)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)；

若|t_k-t_k-1|＞T′_t且|t_k-1-t_k-2|＞T′_t且||t_k-t_k-1|-|t_k-1-t_k-2||＜T′_t且

|s_k-s_k-1|＞T′_s且|s_k-1-s_k-2|＞T′_s且||s_k-s_k-1|-|s_k-1-s_k-2||＜T′_s，則目標(biāo)進(jìn)入勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

若|t_k-t_k-1|＞T′_t且|t_k-1-t_k-2|＞T′_t且||t_k-t_k-1|-|t_k-1-t_k-2||＞T′_t且

|s_k-s_k-1|＞T′_s且|s_k-1-s_k-2|＞T′_s且||s_k-s_k-1|-|s_k-1-s_k-2||＞T′_s，則目標(biāo)進(jìn)入變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。