一种基于速度一致性的虚假定位点剔除方法技术

本发明专利技术提供一种基于速度一致性的虚假定位点剔除方法。技术方案是，根据多基地雷达的回波中的峰值数目确定探测场景中目标，然后对每个目标，进行以下步骤：第一步，利用距离准则方法初步剔除虚假定位点。第二步，对每个定位点，观测各个接收站到该定位点的多普勒频率，并两两组合获得N个多普勒频率组合。第三步，使用不同的多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度。第四步，对每个定位点计算两种速度一致性检验统计量。第五步，利用速度一致性检验统计量判断每个定位点是否为虚假定位点。本发明专利技术可以更加精确地识别与剔除虚假定位点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达目标定位
，涉及一种基于速度一致性的虚假定位点剔除 方法，该方法充分利用多基地雷达的观测信息特别是多普勒信息实现了更加准确的虚假定 位点识别与剔除。
技术介绍
在多径、虚警、非视距或者其他干扰情况下，目标的位置以及速度的估计值将显著 偏离真实值，产生较大观测数据误差，导致出现虚假定位点。因此，需要采取一定的措施识 别并剔除这些虚假定位点。传统上，虚假定位点的剔除方法多是针对多基地测向交叉定位， 而且需要额外的先验信息辅助才能剔除虚假定位点。 已有的虚假定位点剔除方法主要有最小距离法，最大似然方法、拉格朗日松弛方 法等，但这些方法计算量较大，而且在清除虚假定位点过程中，一般需要额外的先验信息辅 助，不适用于实时处理。实时处理中采用较多的方法是利用距离准则剔除虚假定位点的方 法（以下简称距离准则方法），该方法先利用多基地雷达获得的目标到各个发射站以及接 收站的观测距离之和（以下简称距离和，需要说明的是该距离和的概念指的是一个发射站 到一个目标与此目标到一个接收站的距离和，即对M个发射站N个接收站的多基地雷达而 言，每个目标可以观测到MXN个距离和）进行椭圆交叉定位，估计出在该方法下目标的所 有定位点的位置坐标（具体方法流程参见文献第2. 5节：贺鸿飞.便携式雷达信号处理机 的设计与实现.硕士学位论文，电子科技大学，2009.)。然后对每个估计的目标定位点 位置坐标根据接收站与发射站的坐标反推出目标到各个接收站与到发射站的距离和，接着 计算反推的距离和与对应的观测距离和的差值，如果这些差值大于观测误差的标准差这个 门限值，则认为估计出的这个目标定位点为虚假定位点并剔除。该方法的优点在于其计算 量较小，但是其对与目标的位置和速度较为接近的虚假定位点的识别成功率不高。
技术实现思路
为利用多基地雷达剔除虚假定位点，提高识别虚假定位点的成功率，本专利技术在已 有方法的基础上提出了。该方法相对已有方法 具有更好的效果。 本专利技术采用的技术方案是，基于速度一致性完成虚假定位点的剔除，其特征在 于，首先根据多基地雷达的回波中的峰值数目确定探测场景中目标的数目，并根据各个 峰值具有的不同时间延迟，利用多维分配法分离每个目标（具体方法流程参见文献：Y Bar-Shalom. Tracking Methods in a Multitarget Environment. IEEE Transactions on Automatic Control, 1978, 24 (4)，618-626.)。然后对每个目标，在任意定位时刻k包括 以下步骤： 第一步，利用距离准则方法初步剔除虚假定位点。 为了减小后续的计算量，该步骤先获得多基地雷达到目标的距离和，然后利用背 景技术中的距离准则方法进行椭圆交叉定位，并初步剔除其中的部分虚假定位点，获得目 标在该方法下目标的所有定位点（包括真实定位点和虚假定位点，以坐标形式表示）。 第二步，对每个定位点，观测各个接收站到该定位点的多普勒频率，并两两组合获 得N个多普勒频率组合。 第三步，使用不同的多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度。 分别利用各个多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度（具体方法流程参见 文献：魏崇毓，徐善驾，王东进.多基地雷达最大似然估计法目标定位与测速.应用科 学学报，2000, 18 (2) : 117-121.)，对每个定位点得到N个目标速度估计矢量。 第四步，对每个定位点计算两种速度一致性检验统计量。 首先，利用每个定位点的N个目标速度估计矢量计算两两速度差异的相对大小， 称为速度大小一致性检验统计量； 然后，利用每个定位点的N个目标速度估计矢量计算不同速度的夹角，称为速度 方向一致性检验统计量。 第五步，利用速度一致性检验统计量判断每个定位点是否为虚假定位点。 对每个定位点利用两种速度一致性检验统计量判断此定位点的可信度。对计算的 速度大小和方向一致性检验统计量，分别根据经验设定两个门限，如果这两个参量中有任 意一个超出各自的设定门限，则认为获得的定位点不可信，该定位点为虚假定位点，予以剔 除；否则认为获得的定位点可信，该定位点不是虚假定位点，予以保留。 经上述步骤，就可以在任意定位时刻k更准确地判断出每个目标的虚假定位点， 并进行剔除。 采用本专利技术可以达到以下技术效果： 本专利技术可以利用速度一致性进行虚假定位点的识别与剔除。所提专利技术首先利用距 离准则方法对初步剔除虚假定位点，获得目标在该方法下目标的所有定位点，然后利用速 度一致性统计量对这些定位点的可信度进行判断。通过这种深层次判断，可以更加精确地 识别与剔除虚假定位点，相比已有的方法具有更好的效果。【附图说明】 图1是本专利技术的实现流程图； 图2是利用本专利技术方法进行仿真实验1的仿真结果； 图3是利用本专利技术方法进行仿真实验2的仿真结果。【具体实施方式】 图1是本专利技术的实现流程图。首先根据多基地雷达的回波中的峰值数目确定探测 场景中目标的数目，并根据各个峰值具有的不同时间延迟，利用多维分配法分离每个目标。 然后对每个目标，在任意定位时刻k包括以下步骤： 第一步，利用距离准则方法初步剔除虚假定位点。 为了减小后续的计算量，该步骤先获得多基地雷达到目标的距离和，然后利用背 景技术中的距离准则方法进行椭圆交叉定位，并初步剔除其中的部分虚假定位点，获得目 标在该方法下目标的所有定位点（包括真实定位点和虚假定位点，以坐标形式表示）。 第二步，对每个定位点，观测各个接收站到该定位点的多普勒频率，并两两组合获 得N个多普勒频率组合。 为了方便说明，这里假设多基地雷达有一个发射站、三个接收站进行解释。对场景 中的每个定位点来说，各个接收站到该定位点观测的多普勒频率分别为队、D 2、D3。将每个 定位点的多普勒频率两两组合为DJP D 2、DJP D 3、％和D 3三组数据。对于更复杂的多基地 情形以此方法类似地处理和进行后续步骤。 第三步，使用不同的多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度。 分别利用多普勒频率组合DjP D 2、DjP D 3、％和D 3估计每个定位点的目标速度， 得到三个目标速度估计矢量V12、V13、V23。 第四步，对每个定位点计算两种速度一致性检验统计量。 首先，利用每个定位点的3个目标速度估计矢量计算两两速度差异的相对大小 (无单位），称为速度大小一致性检验统计量： 其中，I |2表示计算该矢量的2范数，min()表示取集合中的最小值。 然后，利当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于速度一致性的虚假定位点剔除方法，其特征在于，首先根据多基地雷达的回波中的峰值数目确定探测场景中目标的数目，并根据各个峰值的不同时间延迟，利用多维分配法分离每个目标，然后对每个目标，在任意时刻k进行以下步骤：第一步，利用距离准则方法初步剔除虚假定位点：根据多基地雷达到目标的距离和，利用距离准则方法进行椭圆交叉定位，剔除虚假定位点，获得目标初步的定位点；第二步，对第一步获得的每个定位点，观测各个接收站到该定位点的多普勒频率，并两两组合获得N个多普勒频率组合：第三步，使用不同的多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度：分别利用各个多普勒频率组合估计每个定位点的目标速度；第四步，对每个定位点计算两种速度一致性检验统计量：首先，利用每个定位点的N个目标速度估计矢量计算两两速度差异的相对大小，称为速度大小一致性检验统计量；然后，利用每个定位点的N个目标速度估计矢量计算不同速度的夹角，称为速度方向一致性检验统计量：第五步，利用速度一致性检验统计量判断每个定位点是否为虚假定位点：对每个定位点利用两种速度一致性检验统计量判断此定位点的可信度；对计算的速度大小一致性检验统计量和方向一致性检验统计量，分别根据经验设定两个门限，如果这两个参量中有任意一个超出各自的设定门限，则认为获得的定位点不可信，该定位点为虚假定位点，予以剔除；否则认为获得的定位点可信，该定位点不是虚假定位点，予以保留。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓涛，刘文彦，朱家华，范崇祎，雷鹏正，周智敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43