一种双站交会无源定位站基组合择优方法

文档序号:9665023阅读:644来源:国知局
一种双站交会无源定位站基组合择优方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双站交会无源定位站基组合择优方法,尤其涉及多对双站交会无 源定位站基组合对目标进行观测的场景下,根据所估计的各双站交会无源定位站基组合在 目标观测位置处的密集椭圆长轴进行择优的方法。
【背景技术】
[0002] 双站交叉无源定位是指通过分布在空间不同位置的两个观测站同时获取目标的 观测方位角,根据两观测站目标方向射线的交点确定目标位置。
[0003] 目标与两个观测站的相对位置对双站交叉无源定位精度有影响。当目标与两个观 测站中点的连线与两个观测站组成的连线的中垂线所成的夹角越小,双站交叉无源定位的 观测精度越高;当目标与两个观测站中点的距离越近,双站交叉无源定位的观测精度越高。 因此,在有多对双站交会无源定位站基组合对目标进行观测的场景下,需要根据观测站点 与目标的相对位置选择最优观测站对目标进行观测。
[0004] 密集椭圆用于描述双站交会无源定位站基组合对目标的观测精度。密集椭圆定义 为:对于某个无偏估计量的估计精度的多维度量,该估计量以某一概率Pe落入该椭圆。密 集椭圆给出定位误差的分布方向。当两条位置线误差服从零均值高斯分布时,定位点等概 率密度分布的轨迹是以平均定位点为中心的椭圆。密集椭圆长轴的方向表示最大误差的取 向。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是筛选出对目标观测位置观测精度最高的双站交会无源定位站基 组合。
[0006] 双站交会无源定位站基组合对目标的观测精度的影响因素主要有:目标与双站中 点连线与双站法线夹角;目标与双站中点距离以及双站基线长度;各观测站观测精度。本 发明提出一种综合考虑所上述影响因素的算法,利用目标观测位置替代目标真实位置,估 算目标观测位置处双站交会无源定位站基组合对目标的观测精度,并采用目标估算位置处 的密集椭圆长轴表示观测精度,筛选出对目标观测位置观测精度最高的双站交会无源定位 站基组合。
[0007] 由于目标观测位置替代目标真实位置仅改变目标与双站中点的距离,且所述的距 离改变较小,因此对目标的观测精度的判别影响较小;算法所需参数均能实时获得,因此本 发明能够动态选择最优双站交会无源定位站基组合。
[0008] 为了实现本发明的目的,提出一种双站交会无源定位站基组合择优方法,包括以 下步骤,实施过程及软件流程如图2所示:
[0009] S1选择一组待评估双站交会无源定位站基组合对目标进行观测:记录待评估双 站交会无源定位站基组合中两个观测站对目标观测所得的观测角度,并记录各观测站位 置。
[0010] S2计算目标观测位置:采用双站交叉定位法计算所述的待评估双站交会无源定 位站基组合对目标观测所得的目标观测位置。
[0011] S3估算所述的双站交会无源定位站基组合在所述的目标观测位置的密集椭圆长 轴。
[0012] S4判断是否遍历所有待评估双站交会无源定位站基组合:判断是否完成所有待 评估双站交会无源定位站基组合在目标观测位置处的密集椭圆长短轴估算。若为是,转步 骤S5。若为否,转步骤S1。
[0013] S5输出择优结果:选择所述的双站交会无源定位站基组合中密集椭圆长轴最短 的一组作为择优结果输出。
[0014] 本发明的有益效果:由于采用本发明所述的方法,通过将密集椭圆长轴作为双站 交会无源定位站基组合的评价指标,可在观测站点任意分布情况下准确选择出最优分布的 双站交会无源定位站基组合。
【附图说明】
[0015] 附图1为双站交会无源定位站基组合择优方法示意图。
[0016] 其中:Pn、P12:待评估双站交会无源定位站基组合1中的两个观测站位置;
[0017] 约1、奶2 :组合1中两个观测站对目标的观测角度;
[0018] 〇η、σ12:组合1中两个观测站的观测误差;
[0019] L1:双站交会无源定位站基组合1在目标观测位置处的密集椭圆的长轴;
[0020] P21、P22:待评估双站交会无源定位站基组合2中的两个观测站位置;
[0021 ] %% :组合2中两个观测站对目标的观测角度;
[0022] 〇 21、〇 22:组合2中两个观测站的观测误差;
[0023] L2:双站交会无源定位站基组合2在目标观测位置处的密集椭圆的长轴;
[0024] Pnl、Pn2:待评估双站交会无源定位站基组合η中的两个观测站位置;
[0025] 组合η中两个观测站对目标的观测角度;
[0026] ση1、ση2:组合η中两个观测站的观测误差;
[0027] Ln:双站交会无源定位站基组合η在目标观测位置处的密集椭圆的长轴。
[0028] 附图2为双站交会无源定位站基组合择优方法流程图。
【具体实施方式】
[0029] 本实施例中,针对的场景是存在多对双站交会无源定位站基组合对目标进行观 测,其定位基本方式及原理如附图1所示。
[0030] 实施过程及软件流程如附图2所示,具体描述为以下过程:
[0031] S1、选择一组待评估双站交会无源定位站基组合对目标进行观测:记录待评估 双站交会无源定位站基组合中两个观测站对目标观测所得的观测角度,并记录各观测站 位置。第i组待评估双站交会无源定位站基组合对目标观测所得的观测角度分别表示为 9%、供2 ,方位角观测均方差分别为〇"、ση,待评估双站交会无源定位站基组合中两个观测 站位置分别表示为Ρη=[Xyn]T、Pi2=[Xi2,yi2]T。
[0032]S2、计算目标观测位置:采用双站交叉定位法计算待评估双站交会无源定位站基 组合对目标观测所得的目标观测位置。第i组待评估双站交会无源定位站基组合对目标观 测所得的目标观测位置表示为?, ,则:
[0033]
[0034]S3、估算双站交会无源定位站基组合在目标观测位置的密集椭圆长轴。对于第i 组待评估双站交会无源定位站基组合在目标观测位置的密集椭圆长轴表示为Q,则:
[0035] 计算概率密度函数指数项二次多项式系数匕、b2、b3:
[0039] 求解平移旋转后二次多项式系数b'9:
[0040]
[0041 ] 计算密集椭圆长轴:
[0042]
[0043]S4、判断是吿迴)力所有待评估双站交会无源定位站基组合:判断是否完成所有待 评估双站交会无源定位站基组合在目标观测位置处的密集椭圆长短轴估算。若为是,转步 骤S5。若为否,转步骤S1。
[0044]S5、输出择优结果:将双站交会无源定位站基组合依据密集椭圆长轴值按降序排 列,选择排序后最后一组双站交会无源定位站基组合作为择优结果输出。
【主权项】
1. 一种双站交会无源定位站基组合择优方法,其特征在于包括以下步骤: 51、 选择一组待评估双站交会无源定位站基组合对目标进行观测:记录待评估双站交 会无源定位站基组合中两个观测站对目标观测所得的观测角度,并记录各观测站位置; 52、 计算目标观测位置:采用双站交叉定位法计算待评估双站交会无源定位站基组合 对目标观测所得的目标观测位置; 53、 估算所述的双站交会无源定位站基组合在目标观测位置的密集椭圆长轴; 54、 判断是否遍历所有待评估双站交会无源定位站基组合:判断是否完成所有待评 估双站交会无源定位站基组合在目标观测位置处的密集椭圆长短轴估算;若为是,转步骤 S5 ;若为否,转步骤S1 ; 55、 输出择优结果:选择所述的双站交会无源定位站基组合中密集椭圆长轴最短的一 组作为择优结果输出。
【专利摘要】本发明公开了一种双站交会无源定位站基组合择优方法。双站交会无源定位站基组合对目标的观测精度的影响因素主要有:目标与双站中点连线与双站基线的法线夹角;目标与双站中点距离以及双站基线长度;各观测站观测精度。本发明提出一种综合考虑上述各种影响因素的算法,利用目标观测位置替代目标真实位置,估算目标观测位置处双站交会无源定位站基组合对目标的观测精度,并采用目标观测位置处的密集椭圆长轴表示观测精度,筛选出观测精度最高的双站交会无源定位站基组合。算法所需参数均能实时获得,因此本发明能够动态选择最优双站交会无源定位站基组合。
【IPC分类】G01C21/20
【公开号】CN105424044
【申请号】CN201510747133
【发明人】陆翔, 裴江, 涂刚毅
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二四研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月5日
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