[發明專利]一種分布式MIMO雷達穩健定位方法

在審

• 申請號: 202210134062.6
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114646926A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 李軍;朱世翔;尉澤華;高靜毅;李國璋
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/285
• 分類號: G01S7/285;G01S7/295;G01S7/35;G01S13/06
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種分布式MIMO雷達穩健定位方法，所述方法包括：步驟1：基于通過陣元分組，計算得到多個目標位置樣本點；步驟2：通過目標位置樣本點，計算通道關聯密度和；步驟3：基于通道關聯密度和，計算通道權重值；步驟4：基于通道權重值對通道加權，確定穩健目標位置估計值。本發明能夠提高分布式MIMO雷達目標定位的準確度和效率。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種分布式MIMO雷達穩健定位方法。

背景技術

雷達是全天候目標檢測、定位的有效手段，能夠獲取目標的精確位置信息，其在現代戰爭、通信、救援等軍民領域發揮著至關重要作用。分布式多輸入多輸出(MultipleInput Multiple Output，MIMO)雷達采用了收發天線分置結構，對于每一對收發天線，可以形成獨立的雙基地探測系統。

分布式MIMO雷達能夠利用空間分集特性，對抗目標的雷達散射截面積(RadarCross-Section，RCS)閃爍，該雷達的M發N收系統可以形成M×N路觀測，然后各通道的信息被傳輸到融合中心集中處理，從而獲取到目標位置、速度等信息。現有技術中，通常采用間接定位法進行分布式MIMO雷達目標定位，首先要通過信號處理獲得關于目標的觀測值，例如雙基地距離(Bistatic Range，BR)、到達時間差(Time Difference of Arri val，TDOA)等，然后利用觀測值和收發天線的位置信息，得到一系列的等式，進而求解出目標位置。常見的求解方法有迭代約束加權最小二乘(Iterative Constrained Weighted LeastSquares，ICWLS)和兩步加權最小二乘(Two Stage Weighted Least Squares，TSWLS)等。

但是，在上述現有技術中，如果當分布式MIMO雷達中的某些通道中存在非視距傳播(Non-line-of-sight，NLOS)或者低信干噪比(Signal Interference Noise Ratio，SINR)等情況，均會導致BR中包含有異常值，此時利用BR作為觀測值來間接定位，會導致異常值對基于最小二乘的算法產生嚴重影響，即直接使用所有雷達節點的定位結果將偏離實際目標位置。

另外，為了實現穩健定位，現有技術采用兩種方法：其一，將最大相關熵引入到定位問題中，但是每次迭代利用cvx求解凸優化問題，會導致復雜度較高，且精度損失大；其二，通過建立L1范數定位模型，然后利用拉格朗日神經網絡求解，但是性能受到參數設置的影響影響較大，通常需要迭代數千次以上，且精度較差。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種分布式MIMO雷達穩健定位方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種分布式MIMO雷達穩健定位方法，應用于分布式MIMO雷達系統，所述方法包括：步驟1：通過陣元分組，計算得到多個目標位置樣本點；步驟2：通過目標位置樣本點，計算通道關聯密度和；步驟3：基于通道關聯密度和，計算通道權重值；步驟4：基于通道權重值對通道加權，確定穩健目標位置估計值。

在本發明的一個實施例中，所述二維分布式MIMO雷達中包括M個發射機和N個接收機，所述步驟1包括：步驟1-1：將第m個發射機和第n個接收機的位置記為和其中m＝1，...，M，n＝1,...,N；目標位置記為x₀＝[x₀,y₀]^T；步驟1-2：假設發射信號之間相互正交，計算第m個發射機和第n個接收機組成的通道下的雙基地觀測距離，表示為：