[發(fā)明專利]分離式MIMO雷達(dá)波系統(tǒng)中目標(biāo)位置的估計(jì)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011637565.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112816971B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉平;祁亨年;沈婭娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖州師范學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S13/08
• 分類號(hào): G01S13/08
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

1.一種分離式MIMO雷達(dá)波系統(tǒng)中目標(biāo)位置的估計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括：

在待檢測區(qū)域布設(shè)位置確定的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中；所述發(fā)射機(jī)的數(shù)量為M，所述接收機(jī)的數(shù)量為N，M和N均大于1的正整數(shù)；

測量P組所述發(fā)射機(jī)-目標(biāo)物體-所述接收機(jī)之間的時(shí)間延遲TD；其中，P＝M*N；所述測量得到的時(shí)間延遲TD包含噪聲；

將測量得到的所有時(shí)間延遲TD值發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置處理數(shù)據(jù)，獲得位置估計(jì)結(jié)果和其誤差項(xiàng)，所述誤差項(xiàng)包含所述噪聲；

利用噪聲均值為零的性質(zhì)消除所述誤差項(xiàng)中的所述噪聲獲得補(bǔ)償值；

根據(jù)所述補(bǔ)償值修正所述位置估計(jì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位置的估計(jì)；

其中：所述數(shù)據(jù)處理裝置處理數(shù)據(jù)，獲得位置估計(jì)結(jié)果和位置估計(jì)結(jié)果的誤差項(xiàng)；包括：

根據(jù)測量得到的所述時(shí)間延遲TD值獲得傳播距離的測量值；

建立反映傳播距離、所述發(fā)射機(jī)的位置、所述目標(biāo)物體的位置、所述接收機(jī)的位置關(guān)系的第一模型關(guān)系，并以近似化方法處理所述第一模型關(guān)系來建立線性方程；

基于加權(quán)最小二乘法求解代入所述測量值的線性方程，獲得位置估計(jì)結(jié)果和位置估計(jì)結(jié)果的誤差項(xiàng)；

其中：所述建立反映傳播距離、所述發(fā)射機(jī)的位置、所述目標(biāo)物體的位置、所述接收機(jī)的位置關(guān)系的第一模型關(guān)系，并以近似化方法處理所述第一模型關(guān)系來建立線性方程；具體如下：

建立如下第一模型關(guān)系：

d_i,j＝||u-t_i||+||u-s_j||+n_i,j????(1)

式(1)中，i＝1,2,....,M，j＝1,2,......N，t_i表示第i個(gè)發(fā)射機(jī)的位置、u表示所述目標(biāo)物體的位置、s_j表示第j個(gè)所述接收機(jī)的位置，d_i,j表示對(duì)應(yīng)的傳播距離，n_i,j代表噪聲，n_i,j服從均值為零，方差為的高斯分布；

將式(1)||u-s_j||及n_i,j項(xiàng)移至等式左邊，兩邊平方，基于近似忽略二次高階項(xiàng)得到：

其中，式(2)中，r_j＝||u-s_j||；

定義新未知向量x＝[u^T?r^T]^T，r＝[r₁?r₂?......?r_M]^T，將式(2)表述為如下線性方程：

Ax＝b+α????(3)

其中：A的行向量表示為[A]_(i-1)×N+j,:＝[2(s_j-t_i)^T?0_j-1?2d_i,j?0_N-j]；

b的行元素值表示為

α＝Bn，B為對(duì)角矩陣，其對(duì)角元素值為[B]_{(i-1)×N+j,(i-1)×N+j}＝-2||u-t_i||；

噪聲向量n的元素值為[n]_(i-1)×N+j＝n_i,j。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離式MIMO雷達(dá)波系統(tǒng)中目標(biāo)位置的估計(jì)方法，其特征在于，基于加權(quán)最小二乘法求解代入所述測量值的線性方程，獲得位置估計(jì)結(jié)果和位置估計(jì)結(jié)果的誤差項(xiàng)，包括：

基于加權(quán)最小二乘法求解代入所述測量值的線性方程，獲得新未知向量x的解析解和新未知向量誤差Δx的解析解分別如下：

x＝(A^TWA)^-1A^TWb????(4)

Δx＝(A^TWA)^-1A^TWα????(5)

其中，W為權(quán)重矩陣，W＝E(α^Tα)^-1；

根據(jù)與目標(biāo)物體的位置變量與新未知向量的關(guān)系，從新未知向量的解析解中提取目標(biāo)物體的位置估計(jì)結(jié)果，從新未知向量誤差的解析解中提取目標(biāo)物體的位置估計(jì)結(jié)果的誤差項(xiàng)。