基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法与流程

本发明涉及一种多传感器数据处理方法，特别是涉及一种多目标环境下的两部被动传感器多干扰源定位去鬼点方法。

背景技术：

在当前战场的复杂电磁环境下，目标非常密集，同时还有大量的假目标、杂波以及干扰信号等，这些都给雷达等传感器的可靠跟踪造成很大困难，严重影响着各种武器系统效能的发挥。由此带来的一个问题是：干扰条件下利用被动传感器对多目标进行交叉定位时，由于测量误差的存在，两个方向矢量不会相交于一点，当每部传感器对应存在多个方向矢量时会产生许多鬼点。要在这种环境下实现对多干扰源的定位，一个核心的问题是去鬼点。在目前的工程应用中，常用的去鬼点方法是基于空间距离的多干扰源定位去鬼点算法，这种方法主要通过以下五个步骤实现：

(1)获取各传感器的量测数据，得到传感器1和传感器2测量到的方位角、俯仰角对集合和

(2)以传感器1的NED坐标系为基准，将传感器2测量到的方位角、俯仰角对转换成传感器1的NED坐标系下的方位角、俯仰角对；

(3)计算传感器1到其各量测的方向矢量与传感器2到其各量测的方向矢量的空间距离d_mn；

(4)利用空间距离d_mn(m＝1,…,M；n＝1,…,N)生成空间距离矩阵D；

(5)从D中选出L＝max(M,N)个最小的元素，并找出与它们对应的行列号，则这些行列号对应的L组方位角、俯仰角对源自目标，而其它行列号对应的MN-L组方位角、俯仰角对就是鬼点。

这种基于空间距离的多干扰源定位去鬼点的方法具有以下缺陷：在多目标相互靠近时容易形成误判，从而造成目标检测概率较低，鬼点虚警概率较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法，解决现有基于空间距离的多干扰源定位去鬼点方法在多目标相互靠近时容易造成误判的问题。

本发明提出的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法的技术方案包括以下步骤：

步骤1：量测获取

(1)传感器接收机接收到的量测信息送到A/D转换器，将模拟信号转换为数字信号；

(2)从A/D后的数字信号中提取传感器量测信息，得到传感器1和传感器2测量到的方位角、俯仰角对集合和送到数据处理计算机，其中M和N分别表示传感器1和传感器2的量测对的个数；

步骤2：坐标转换

传感器1的坐标为P₁，以传感器1的NED坐标系为基准，进行坐标转换，得到传感器2在传感器1NED坐标系中的坐标P₂；

步骤3：构建参考平面和量测平面

(1)以坐标P₁、P₂以及传感器1NED坐标系中NE平面上的一点O构建参考平面α；

(2)计算传感器1到其各量测的方向矢量并以坐标P₁、P₂以及方向矢量构建量测平面β_m，m＝1,2,…,M；

(3)计算传感器2到其各量测的方向矢量并以坐标P₁、P₂以及方向矢量构建量测平面γ_n，n＝1,2,…,N；

步骤4：计算参考平面与各量测平面之间的倾斜角

(1)计算参考平面α的单位法向量量测平面β_m的单位法向量m＝1,2,…,M，以及量测平面γ_n的单位法向量n＝1,2,…,N；

(2)由和和计算参考平面α和量测平面的倾斜角I_β,m和相应的方差m＝1,2,…,M；

(3)由和和计算参考平面α和量测平面的倾斜角I_γ,m和相应的方差n＝1,2,…,N；

步骤5：构造统计量并进行假设检验

(1)构造统计量

$q_{mn}=\frac{(I_{\mathrm{\β},m}-I_{\mathrm{\γ},n})}{\sqrt{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\β},m}^2+{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\γ},n}^2}},m=1,...,M;n=1,...,N$

(2)对任意m∈{1,2,…,M}和任意n∈{1,2,…,N}，若则认为两个方位角、俯仰角对和所确定的目标是真实目标，否则为鬼点，其中γ是在一定的置信区间内自由度为1的χ²分布所获得的门限；

步骤6：重复步骤1～步骤5，直至传感器关机。

和背景技术相比，本发明的有益效果说明：

本发明提出的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法，可以解决多目标相互靠近时现有基于空间距离的多干扰源定位去鬼点方法容易造成误判的问题，在对多干扰源进行定位的同时有效去除鬼点。

附图说明

附图1是本发明的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法的整体流程图；

附图2是本发明的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法中的倾斜角示意图；

附图3是多目标环境下多干扰源定位的鬼点示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法进行详细描述。

假设传感器1地理坐标为(120.4°,37°,100m)，传感器2地理坐标为(121.6°,36°,100m)，两传感器的测角误差均为0.5°，目标1地理坐标为(120.7°,37.6°,8000m)，经纬度方向的速度均为0.005°/s；目标2地理坐标为(120.8°,37.4°,8000m)，经纬度方向的速度均为-0.005°/s；目标3地理坐标为(120.6°,37.4°,8000m)，经纬度方向的速度均为0.005°/s。

其步骤如附图1所示。

(1)按发明内容部分步骤1所述的方法获取多传感器的量测；

(2)按发明内容部分步骤2所述的方法对传感器2的量测进行坐标转换；

(3)按发明内容部分步骤3所述的方法构造参考平面和量测平面；

(4)按发明内容部分步骤4所述的方法计算参考平面与各量测平面之间的倾斜角；

(5)按发明内容部分步骤5所述的方法进行假设检验，剔除鬼点；

(6)按发明内容部分步骤6所述的方法重复(1)～(5)，直至传感器关机。

表1给出了实施例经过1000次重复实验计算得到的单个周期内真实目标通过检测门限的检测概率和鬼点通过检测门限的虚警概率，表中P_d1、P_d2、P_d3依次为三个目标的检测概率，P_f为鬼点的虚警概率。

表1单周期内的仿真结果

实施例条件中，三个目标相互靠近，本发明提出的基于倾斜角的两被动传感器多干扰源定位去鬼点方法在目标相互靠近时可以得到较高的目标检测概率和较低的鬼点虚警概率，因此本发明方法可以有效的改善基于空间距离的多干扰源定位去鬼点方法在多目标相互靠近时的算法性能。