[發明專利]分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法和裝置

有效

• 申請號: 202011637565.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112816971B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 吳曉平;祁亨年;沈婭娜
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 郭華俊

本發明屬于雷達波目標檢測領域，特別是一種分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法和裝置，方法包括：在待檢測區域布設位置確定的發射機和接收機；測量P組所述發射機?目標?所述接收機之間的時間延遲TD；所述測量得到的時間延遲TD包含噪聲；將測量得到的所有時間延遲TD值發送至數據處理裝置，所述數據處理裝置處理數據，獲得位置估計結果和其誤差項，所述誤差項包含所述噪聲；消除所述誤差項中的所述噪聲獲得補償值；根據所述補償值修正所述位置估計結果實現目標位置的估計。本發明能夠提高雷達波系統中目標位置估計的準確度。

技術領域

本發明屬于雷達波目標檢測領域，特別是一種分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法和裝置。

背景技術

分離式MIMO雷達波天線系統可以實現目標位置的估計，已成為一種較為流行的雷達波定位系統。傳統的分離式MIMO雷達波系統通過柵格搜索技術確定目標位置，該方法的計算復雜度較高。為此提出了基于測距的目標位置估計方法，主要的測距技術包括基于時間延遲(TD)測距技術，具體為：發射機發送雷達波信號，該信號由目標反射后，接收機接收到該信號，將從發射機-目標-接收機的傳送時間稱為時間延遲(TD)。時間延遲乘以信號傳播速度即為信號傳播距離。該方法在使用時，因為時間延遲的測量存在噪聲，導致目標位置的估計也存在誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法和裝置，以解決現有技術中的不足，它能夠提高雷達波系統中目標位置估計的準確度。

本發明采用的技術方案如下：

一種分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法，其特征在于，所述方法包括：在待檢測區域布設位置確定的發射機和接收機，其中；所述發射機的數量為M，所述接收機的數量為N，M和N均大于1的正整數；測量P組所述發射機-目標物體-所述接收機之間的時間延遲TD；其中，P＝M*N；所述測量得到的時間延遲TD包含噪聲；將測量得到的所有時間延遲TD值發送至數據處理裝置，所述數據處理裝置處理數據，獲得位置估計結果和其誤差項，所述誤差項包含所述噪聲；利用噪聲均值為零的性質消除所述誤差項中的所述噪聲獲得補償值；根據所述補償值修正所述位置估計結果實現目標位置的估計。

如上所述的分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法，其中，優選的是，所述數據處理裝置處理數據，獲得位置估計結果和位置估計結果的誤差項；包括：根據測量得到的所述時間延遲TD值獲得傳播距離的測量值；建立反映傳播距離、所述發射機的位置、所述目標物體的位置、所述接收機的位置關系的第一模型關系，并以近似化方法處理所述第一模型關系來建立線性方程；基于加權最小二乘法求解代入所述測量值的線性方程，獲得位置估計結果和位置估計結果的誤差項。

如上所述的分離式MIMO雷達波系統中目標位置的估計方法，其中，優選的是，所述建立反映傳播距離、所述發射機的位置、所述目標物體的位置、所述接收機的位置關系的第一模型關系，并以近似化方法處理所述第一模型關系來建立線性方程；具體如下：

建立如下第一模型關系：

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個發射機的位置、u表示所述目標物體的位置、s_j表示第j個所述接收機的位置，d_i,j表示對應的傳播距離，n_i,j代表噪聲，可認為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項移至等式左邊，兩邊平方，基于近似忽略二次高階項得到：