基于二次规划的运动目标单站定位技术的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于二次规划的运动目标单站定位技术，包括：将运动观测平台在其自身运动轨迹上获得的运动目标信号进行波达方向(DoA)估计，得出所述运动目标的DoA不连续测量值；利用得出的DoA不连续测量值，建立目标分段直线运动模型,构造基于二次规划的算法，进行所述运动目标的定位，估计所述运动目标的运动轨迹。本发明可实现在样本捕获量较小的情况，仍然能够运用单站定位技术对一个运动目标进行单站定位，并保持定位结果的精确性。
【专利说明】基于二次规划的运动目标单站定位技术
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单站定位技术，具体涉及一种某单站定位系统，可用于对小样本量、动目标的单站定位。
【背景技术】
[0002]目前定位的方法有很多种:时差(TDOA)无源定位、频差(FDOA)无源定位、测向(DF)定位、测相位变化率联合定位、混合定位，包括测向/测时差联合定位、测向/测相位变化率联合定位、测向/测频联合定位、时差/频差联合定位(TD0A/FD0A)等。对某种具体的定位技术体制而言，按实现方法还可以细分。例如测向定位，按测向定位的实现方法还可以细分为比幅、比相、时差、高分辨率阵列测向定位法等。
[0003]不同的定位技术体制和实现方法在使用上有其不同的优缺点。比如在基于相位差变化率的定位中，由于需要利用Kalman滤波器计算相位差变化率，因此如果捕获的样本量小，那么相位差变化率就很难估计的准确。而在基于多普勒变化率的定位中，由于需要计算非常精细的多普勒频移，对于复杂电磁环境而言，需要存储大量的原始数据样本，这在硬件上有时是不可行的。并且以往的所有单站定位算法基本上都只针对目标是静止的情况。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于二次规划的运动目标单站定位技术，在即使捕获的样本量较小的情况下，也能实现对运动目标的较为精确的单位定位。
[0005]为达到上述目的，本发明提供技术方案如下:
[0006]步骤1，运动观测平台截获运动目标的信号；
[0007]步骤2，所述运动观测平台对在其自身运动轨迹上获得的所述运动目标信号进行波达方向(DoA)估计，得出所述运动目标的DoA不连续测量值，具体实现步骤如下:
[0008]记t” i = O, 1，2，...，M-1表示平台截获到目标信号并进行了 DoA估计的时刻，Φ ” θi ” ri,分别表示在ti时刻所述运动观测平台观测到的所述运动目标相对所述运动观测平台的方位角、俯仰角和距离在大地坐标系x-0-y中的值；所述运动观测平台的位置用矩阵Ppi= [Xpi ypi zPi]T表示,所述运动目标的位置用矩阵pTi = [xTi yTi zTi]T表示；则所述&时刻的方位角、俯仰角和距离在大地坐标系χ-0-y中的值、所述运动观测平台位置以及所述运动目标位置之间的关系表示为:
【权利要求】
1.基于二次规划的运动目标单站定位技术，其特征在于，所述基于二次规划的运动目标单站定位技术的实施步骤如下: 步骤1，运动观测平台截获运动目标的信号； 步骤2，所述运动观测平台对在其自身运动轨迹上获得的所述运动目标信号进行波达方向(DoA)估计，得出所述运动目标的DoA不连续测量值； 步骤3，利用所述步骤2得出的所述DoA不连续测量值，建立信号模型； 步骤4，利用所述步骤3得出的信号模型构造构造基于二次规划的运动目标定位，获得所述运动目标的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的基于二次规划的运动目标单站定位技术，其特征在于，步骤2实现步骤如下: 记t” i = O, 1，2，...，M-1表示平台截获到目标信号并进行了 DoA估计的时刻，Φ ” Θ ” r,分别表示在ti时刻所述运动观测平台观测到的所述运动目标相对所述运动观测平台的方位角、俯仰角和距离在大地坐标系x-0-y中的值；所述运动观测平台的位置用矩阵Ppi= [Xpi yPizPi]T表示,所述运动目标的位置用矩阵pTi = [xTi yTi zTi]T表示；则所述ti时刻的方位角、俯仰角和距离在大地坐标系x-0-y中的值、所述运动观测平台位置以及所述运动目标位置之间的关系表示为:
3.根据权利要求1所述的基于二次规划的运动目标单站定位技术，其特征在于，所述步骤3中，利用所述DoA不连续测量值建立的信号模型为目标分段直线模型，实现步骤如下: 将所述运动目标的运动轨迹按照ti时刻划分成若干段，并且假设在每段上，所述运动目标是匀速直线运动，速度为vTi = [VxiVyiVzi]τ，且此速度小于某个极限值； X = [r0...r(m-1)...vtt ptto]t为目标与平台之间的距离、目标速度和目标初始位置的矩阵，其矩阵大小为(M+6)X1 ;pP=[ptpo... ptp(m-1)t为所述运动观测平台位置矩阵，其大小为3MX1，则 所述运动观测平台位置估计值与理论值的误差e表示为: 矩阵B为:
4.根据权利要求1所述的基于二次规划的运动目标单站定位技术，其特征在于，所述步骤4中利用所述步骤3得出的信号模型构造的基于二次规划的运动目标定位为:
【文档编号】G06F19/00GK103886192SQ201410093019
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】鲍丹, 武斌, 秦国栋, 蔡晶晶, 李鹏, 吴日恒, 张腾 申请人:西安电子科技大学昆山创新研究院, 西安电子科技大学, 山东航天电子技术研究所