[發(fā)明專利]一種基于圓概率誤差的多測量站布局方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111967197A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡正;郭利強(qiáng);李樹芳;董守拯
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/12;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發(fā)明公開了一種基于圓概率誤差的多測量站布局方法及系統(tǒng)，包括：對輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，獲取每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對應(yīng)的圓概率誤差；以最小化圓概率誤差之和為布局目標(biāo)函數(shù)，以測量站布局區(qū)域?yàn)榧s束條件，采用遺傳算法求解布局目標(biāo)函數(shù)，得到每個(gè)對應(yīng)測量站的位置，以此對多個(gè)測量站進(jìn)行布局。在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上，采用圓概率誤差作為優(yōu)化準(zhǔn)則，將給定的輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，以網(wǎng)格點(diǎn)的CEP之和最小作為最優(yōu)布局方案的優(yōu)化目標(biāo)，從而建立與定位置信度的關(guān)系，降低尋優(yōu)復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量站布局技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于圓概率誤差的多測量站布局方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

時(shí)差定位技術(shù)TDOA是一種無源定位技術(shù)，通過測量兩兩測量站接收到達(dá)信號的時(shí)間差，形成多組雙曲線交匯，從而確定輻射源的位置；相對于其它無源定位，如測向定位，時(shí)差定位具有對天線要求低，設(shè)備成本低等優(yōu)勢；時(shí)差定位的定位精度除了與時(shí)延估計(jì)精度、定位解算方法有關(guān)之外，同時(shí)受測量站布局、測量站數(shù)目的影響。

適當(dāng)選擇觀測站的位置進(jìn)行優(yōu)化布局，可以極大地提高時(shí)差定位的定位精度，現(xiàn)有的布局方法一般首先指定輻射源目標(biāo)所處的幾何約束區(qū)域，然后在指定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測量站布局；布局方案一般以幾何精度因子(GDOP)或者克拉美羅界(CRLB)為指標(biāo)建立最優(yōu)化模型，采用網(wǎng)格化或者遺傳算法進(jìn)行求解。但是，發(fā)明人認(rèn)為，一方面，這種方法不能建立與定位置信度之間的關(guān)系；另一方面，在二維平面布局的情況下，例如測量站數(shù)目是N，則需要對2*N個(gè)變量進(jìn)行優(yōu)化，而當(dāng)N很大時(shí)，需要解決2*N維的優(yōu)化問題，計(jì)算量大，計(jì)算過程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于圓概率誤差的多測量站布局方法及系統(tǒng)，在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上，采用圓概率誤差作為優(yōu)化準(zhǔn)則，將給定的輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，以網(wǎng)格點(diǎn)的CEP之和最小作為最優(yōu)布局方案的優(yōu)化目標(biāo)，從而建立與定位置信度的關(guān)系，降低尋優(yōu)復(fù)雜度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種基于圓概率誤差的多測量站布局方法，包括：

對輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，獲取每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對應(yīng)的圓概率誤差；

以最小化圓概率誤差之和為布局目標(biāo)函數(shù)，以測量站布局區(qū)域?yàn)榧s束條件，采用遺傳算法求解布局目標(biāo)函數(shù)，得到每個(gè)對應(yīng)測量站的位置，以此對多個(gè)測量站進(jìn)行布局。

第二方面，本發(fā)明提供一種基于圓概率誤差的多測量站布局系統(tǒng)，包括：

定位模塊，用于對輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，獲取每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對應(yīng)的圓概率誤差；

布局模塊，用于以最小化圓概率誤差之和為布局目標(biāo)函數(shù)，以測量站布局區(qū)域?yàn)榧s束條件，采用遺傳算法求解布局目標(biāo)函數(shù)，得到每個(gè)對應(yīng)測量站的位置，以此對多個(gè)測量站進(jìn)行布局。

第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí)，完成第一方面所述的方法。

第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，用于存儲計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)，完成第一方面所述的方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎(chǔ)上，采用圓概率誤差作為優(yōu)化準(zhǔn)則，將給定的輻射源定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，獲取每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)對應(yīng)的圓概率誤差CEP，以所有網(wǎng)格點(diǎn)的CEP之和最小作為最優(yōu)布局方案的優(yōu)化目標(biāo)，從而建立與定位置信度的關(guān)系。