[發明專利]一種地心地固坐標系下協同被動測向與主動雷達的運動目標定位方法

有效

• 申請號: 202210728346.8
• 申請日: 2022-06-25
• 公開（公告）號: CN115267760B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 王鼎;高衛港;陳燦;李建陽;尹潔昕;鄭娜娥;唐濤;楊賓;王建輝;任修坤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S7/41
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.一種地心地固坐標系下協同被動測向與主動雷達的運動目標定位方法，其特征在于，包括：

步驟1：利用M^(c)個被動測向站參與協同定位，根據每個被動測向站的經度、緯度以及高度計算其在地心地固坐標系下的坐標值

步驟2：基于每個被動測向站的經度、緯度計算M^(c)個被動測向站對應的本地坐標旋轉矩陣；

步驟3：基于步驟1中所述坐標值及步驟2中所述本地坐標旋轉矩陣得到M^(c)個被動測向站測量運動目標的方位角、仰角和多普勒頻率；

步驟4：構建關于M^(c)個被動測向站聯合方位角、仰角和多普勒頻率的偽線性觀測方程，所述偽線性觀測方程中包含偽線性觀測誤差向量；

步驟5：基于步驟4中的偽線性觀測方程確定目標在地心地固坐標系下的位置向量和速度向量的近似解；

步驟6：利用被動測向站獲得的觀測量和步驟5給出的近似解計算步驟4中的偽線性觀測誤差向量的協方差矩陣；

步驟7：利用M^(r)個主動雷達站參與協同定位，根據每個主動雷達站的經度、緯度以及高度計算其在地心地固坐標系下的坐標值

步驟8：基于步驟7中每個主動雷達站的經度、緯度計算M^(r)個主動雷達站對應的本地坐標旋轉矩陣；

步驟9：基于步驟7中所述坐標值及步驟8中所述本地坐標旋轉矩陣得到M^(r)個主動雷達站測量運動目標的方位角、仰角、距離以及多普勒頻率；

步驟10：構建關于M^(r)個主動雷達站聯合方位角、仰角、距離以及多普勒頻率的偽線性觀測方程，所述偽線性觀測方程中包含偽線性觀測誤差向量；

步驟11：利用步驟10中的偽線性觀測方程確定目標在地心地固坐標系下的位置向量和速度向量的近似解；

步驟12：利用主動雷達站獲得的觀測量和步驟11給出的近似解計算步驟10中的偽線性觀測誤差向量的協方差矩陣；

步驟13：基于步驟4和步驟10構建面向協同定位的偽線性觀測方程，并基于步驟6和步驟12確定面向協同定位的偽線性觀測誤差向量的協方差矩陣；

步驟14：確定目標在地心地固坐標系下的位置向量和速度向量的最終估計值。

2.根據權利要求1所述的一種地心地固坐標系下協同被動測向與主動雷達的運動目標定位方法，其特征在于，所述步驟2中，按照下式計算M^(c)個被動測向站對應的本地坐標旋轉矩陣

式中

其中分別表示第m個被動測向站的經度和緯度。

3.根據權利要求2所述的一種地心地固坐標系下協同被動測向與主動雷達的運動目標定位方法，其特征在于，所述步驟3中，按照下式得到M^(c)個被動測向站測量運動目標的方位角仰角和多普勒頻率

式中u表示目標在地心地固坐標系下的位置向量；表示目標在地心地固坐標系下的速度向量；表示第m個被動測向站的地心地固坐標；表示第m個被動測向站的方位角測量誤差；表示第m個被動測向站的仰角測量誤差；表示第m個被動測向站的多普勒頻率測量誤差；均服從零均值高斯分布；表示測量誤差存在條件下被動測向站獲得的方位角；表示測量誤差存在條件下被動測向站獲得的仰角；表示測量誤差存在條件下被動測向站獲得的多普勒頻率。

4.根據權利要求3所述的一種地心地固坐標系下協同被動測向與主動雷達的運動目標定位方法，其特征在于，所述步驟4中，構建關于M^(c)個被動測向站聯合方位角、仰角和多普勒頻率的偽線性觀測方程，如下式所示

式中e^(c)表示被動測向站聯合方位角、仰角和多普勒頻率的偽線性觀測誤差向量；表示被動測向站聯合兩維角度和多普勒頻率的偽線性觀測向量，其表達式為

表示被動測向站聯合方位角、仰角和多普勒頻率的偽線性觀測矩陣，其表達式為

式中O_1×3表示1×3階全零矩陣。