一种运动单站只测角位置信息无源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，所述方法包括：获得观测站的采样数据、对目标位置信息场所在矩形区域均匀划分网格点、求解代价函数在矩形区域的每个网格点上的取值；选择区域中最大值所在网格点，并计算得到位置信息。本发明专利技术克服现有单站无源探测定位系统的性能局陷，实现多目标情形下的目标快速精确定位，研究成果不仅可用于无线电干扰源监测定位系统，还可用于开发新型搜救定位系统，提高系统适应复杂电磁信号环境的能力和连续目标监视能力。

A passive location method based on location information only for moving single station

The invention discloses a passive location method for location information of a single station in a single station. The method includes: obtaining the sampling data of the observation station, dividing the grid points evenly in the rectangular area, solving the value of the cost function at each grid point in the rectangular area, and selecting the maximum value of the network in the area. The lattice point is calculated and the position information is calculated. The invention overcomes the performance of the existing single station passive detection and positioning system, and realizes the fast and accurate positioning of the target in the multi target situation. The research results can not only be used in the radio interference source monitoring and positioning system, but also can be used to develop a new search and rescue positioning system, and improve the ability and continuity of the system to adapt to the complex electromagnetic signal environment. Standard monitoring capability.

【技术实现步骤摘要】
一种运动单站只测角位置信息无源定位方法
本专利技术涉及无源定位和无线电信号处理领域，特别是一种运动单站只测角位置信息无源定位方法。
技术介绍
对无线电辐射源进行无源探测定位在通信执法监测、灾难搜救、电子侦察等军民用领域有广泛用途。现有的运动单站无源探测定位技术先提取辐射源信号到达角、到达时间、频率差、相位差等观测量，再结合观测站的运动信息，通过求解定位方程组实现目标位置估计。这种传统处理方式至少存在以下缺陷：(1)定位可观测性弱，传统的运动单站无源定位，需要定位参数高精度测量，且需要经过长时间观测积累，才能实现无源定位，定位的可观测性弱；(2)多目标定位能力差，在多目标复杂信号环境下，传统的定位方法需要进行信号分选和定位参数配对处理，处理过程复杂且容易产生分选错误和配对错误，多目标定位处理的能力差；(3)存在虚假定位，传统的运动单站无源定位测角定位，多次测角观测线交叉处理，容易产生虚假定位解，从而产生虚警。这些缺陷大大限制了该无源探测定位技术体制的实际应用，成为制约单站无源探测定位系统进一步提升适应复杂电磁环境能力的瓶颈。为了克服上述缺陷，满足实际应用的需要，必须寻求适应环境能力更强的单站无源探测定位处理方法。
技术实现思路
基于此，针对上述问题，本专利技术提供一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，本申请克服现有单站无源探测定位系统的性能局陷，实现多目标情形下的目标快速精确定位，研究成果不仅可用于无线电干扰源监测定位系统，还可用于开发新型搜救定位系统，提高系统适应复杂电磁信号环境的能力和连续目标监视能力。本专利技术的技术方案是：一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，所述方法包括以下几个步骤：第一步：获得观测站的采样数据，提取不同时刻多目标到达角DOA信息z(k)，k＝0,1,…,K-1,K为时间片数；第二步：对目标位置信息场所在矩形区域均匀划分网格点XE(i),i＝1,2,,I，这里假设对x轴Nx等分，对y轴Ny等分，则在该区域的网格点数I＝NxNy；第三步：以到达角z(k)为参考，构造代价函数Φ(XE(i)/Z)，并求解代价函数在矩形区域的每个网格点上的取值；第四步：选择区域中最大值所在网格点i＝argmax(Φ(XE(i)/Z),i＝1,2,...I)，得到位置信息进一步的，在本专利技术中，在第三步中，所述位置信息场代价函数为：其中p(z(k)/XE)为关于测向数据的目标位置信息增量函数：这里h(k)为状态-量测转移函数，Rθ为到达角测量误差的协方差矩阵，为到达角测量误差的方差。进一步的，在本专利技术中，在位置信息场定位区域DX内的搜索峰值个数，设最大峰值在[nx(1),ny(1)]处，即其中nx，ny表示网格点在x轴和y轴的标量，f(nx,ny)为代价函数Φ(XE(i)/U)在(nx,ny)点的取值；令其他峰值位置按其峰大小排序，将最大的P个保留，条件为γp为一阀值，这些位置对应的序号和目标的位置坐标为[nx(2),ny(2)],…,[nx(P),ny(P)]xp,0＝xmin+nx(p)Δx,yp,0＝ymin+ny(p)Δy。本专利技术的有益效果是：(1)可有效提升运动单站无源探测定位系统适应复杂电磁信号环境的能力，实现多目标条件下的快速精确目标定位，精度接近克拉美劳下界；(2)位置信息场还可实现直接定位处理，绕开繁琐的信号分选和定位参数配对处理步骤，直接对采集数据进行处理，建立位置信息场概率模型，得到与辐射源位置有关的代价函数，通过对代价函数的最小化求解得到辐射源位置；(3)在多目标环境下，也避免了虚假定位的问题，大大增强了系统对复杂环境的适应能力。附图说明图1为本专利技术最大似然估计法；图2为本专利技术位置信息场法；图3为本专利技术只测角位置信息场定位误差。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例：一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，请参阅附图1-附图2所示，所述方法包括以下几个步骤：第一步：获得观测站的采样数据，提取不同时刻多目标到达角DOA信息z(k)，k＝0,1,…,K-1,K为时间片数；第二步：对目标位置信息场所在矩形区域均匀划分网格点XE(i),i＝1,2,…,I，这里假设对x轴Nx等分，对y轴Ny等分，则在该区域的网格点数I＝NxNy；第三步：以到达角z(k)为参考，构造代价函数Φ(XE(i)/Z)，并求解代价函数在矩形区域的每个网格点上的取值；第四步：选择区域中最大值所在网格点i＝argmax(Φ(XE(i)/Z),i＝1,2,...I)，得到位置信息传统单站无源探测定位技术先提取辐射源信号到达角、到达时间、频率差、相位差等观测量，再结合观测站的运动信息，通过求解定位方程组实现目标位置估计。在面对空间复杂电磁信号环境时存在一定局限。地面无线电信号环境往往十分嘈杂，且辐射源与接收机之间的电波传播可能受到地形和建筑物等影响产生多径效应，可能存在多个有相干源，定位可观测性弱，存在交叉虚假定位，解算复杂。为此考虑采用新的定位方法——位置信息场定位法。上述第三步中，位置信息场代价函数其中其中p(z(k)/XE)为关于测向数据的目标位置信息增量函数：这里h(k)为状态-量测转移函数，Rθ为到达角测量误差的协方差矩阵，为到达角测量误差的方差。上述第四步中获取目标个数以及位置信息的方法如下，在位置信息场定位区域DX内的搜索峰值个数，设最大峰值在[nx(1),ny(1)]处，即其中nx，ny表示网格点在x轴和y轴的标量，f(nx,ny)为代价函数Φ(XE(i)/U)在(nx,ny)点的取值。令其他峰值位置按其峰大小排序，将最大的P个保留，条件为γp为一阀值，这些位置对应的序号和目标的位置坐标为[nx(2),ny(2)],…,[nx(P),ny(P)]xp,0＝xmin+nx(p)Δx,yp,0＝ymin+ny(p)Δy。本专利技术成果可有效提升运动单站无源探测定位系统适应复杂电磁信号环境的能力，实现多目标条件下的快速精确目标定位，精度接近克拉美劳下界。在角度测量精度0.5度条件下，单站目标定位跟踪精度可达1％～2％R，如图3所示，定位处理时间小于20s。位置信息场还可实现直接定位处理，绕开繁琐的信号分选和定位参数配对处理步骤，直接对采集数据进行处理，建立位置信息场概率模型，得到与辐射源位置有关的代价函数，通过对代价函数的最小化求解得到辐射源位置。在多目标环境下，也避免了虚假定位的问题，大大增强了系统对复杂环境的适应能力。以上所述实施例仅表达了本专利技术的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：第一步：获得观测站的采样数据，提取不同时刻多目标到达角DOA信息

【技术特征摘要】
1.一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：第一步：获得观测站的采样数据，提取不同时刻多目标到达角DOA信息，,为时间片数；第二步：对目标位置信息场所在矩形区域均匀划分网格点，这里假设对x轴等分，对y轴等分，则在该区域的网格点数；第三步：以到达角为参考，构造代价函数，并求解代价函数在矩形区域的每个网格点上的取值；第四步：选择区域中最大值所在网格点，得到位置信息。2.根据权利要求1所述一种运动单站只测角位置信息无源定位方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱玲，
申请(专利权)人：合肥戎科信息技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34