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一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法及装置制造方法及图纸

技术编号:23603457 阅读:148 留言:0更新日期:2020-03-28 04:54
本发明专利技术提出一种双基地EMVS‑MIMO雷达的高精度定位算法及装置,所述算法包括:构建接收阵列匹配滤波后的样本矩阵,并计算接收信号的协方差矩阵估计值;利用Tucker张量模型,构建高阶的接收信号协方差张量模型;对高阶协方差张量模型进行高阶奇异值分解,获取新的信号子空间和噪声子空间;利用旋转不变技术和矢量叉积技术获取目标的方位角和俯仰角的估计以及二维极化角的估计;利用子空间正交原理实现DODs和DOAs的配对。本发明专利技术考虑了接收阵列信号的张量结构,基于张量子空间算法,可获得高精度的目标多参数估计。

A high precision positioning algorithm and device for bistatic emvs-mimo radar

【技术实现步骤摘要】
一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法及装置
本专利技术属于雷达定位
,具体涉及一种双基地EMVS-MIMO雷达系统框架下基于张量子空间算法的目标多参数估计算法及装置。
技术介绍
多输入多输出(Multiple-inputMultiple-output,MIMO)雷达是雷达系统中的新兴技术,同时它也是下一代移动通信的核心技术。与传统的相控阵雷达相比,它在方向估计方面有着独特的优点和优异的性能。MIMO雷达采用多根发射天线发射正交波形,在接收端采用匹配滤波器分离出多根接收天线的接收信号。根据收发阵元间距的大小,MIMO雷达可分为分布式MIMO雷达和集中式MIMO雷达。分布式MIMO雷达由于其发射阵元间距很大,从不同方位照射目标,从而能克服目标闪烁效应,提高对目标的检测和估计性能;集中式MIMO雷达可利用阵列的天线技术获得目标高分辨率的参数估计。本专利技术主要关注集中式MIMO雷达。联合波离角(DirectionofDeparture,DOD)与波达角(DirectionofArrival,DOA)估计是双基地MIMO雷达中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法,其特征在于,所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法包括:/nS1、构建接收阵列匹配滤波后的样本矩阵,并计算接收信号的协方差矩阵估计值;/nS2、利用Tucker张量模型,构建高阶的接收信号协方差张量模型;/nS3、对高阶协方差张量模型进行高阶奇异值分解,获取新的信号子空间和噪声子空间;/nS4、利用旋转不变技术和矢量叉积技术获取目标的方位角和俯仰角的估计以及二维极化角的估计;/nS5、利用子空间正交原理实现DODs和DOAs的配对。/n

【技术特征摘要】
1.一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法,其特征在于,所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法包括:
S1、构建接收阵列匹配滤波后的样本矩阵,并计算接收信号的协方差矩阵估计值;
S2、利用Tucker张量模型,构建高阶的接收信号协方差张量模型;
S3、对高阶协方差张量模型进行高阶奇异值分解,获取新的信号子空间和噪声子空间;
S4、利用旋转不变技术和矢量叉积技术获取目标的方位角和俯仰角的估计以及二维极化角的估计;
S5、利用子空间正交原理实现DODs和DOAs的配对。


2.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法,其特征在于,所述张量模型包括以下四个关于张量操作的定义:
定义1,张量展开:令为一个N阶张量,的模-n(n=1,…,N)矩阵展开表示为其中,位于张量的(i1,…,in)位置的元素成为位于矩阵的(in,j)处的元素,且
定义2,模-n张量与矩阵乘积:定义N阶张量与矩阵的模-n乘积为其中且
定义3,张量模乘性质:N阶张量的模乘性质主要有如下两条:









其中符号表示Kronecker积,(·)T表示转置;
定义4,HOSVD:对于一个秩为K的四阶张量,其HOSVD可以表示形式为



其中,为核张量,和为4个酉矩阵,其分别的n-模(n∈{1,2,3,4})展开的左奇异矩阵。


3.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法,其特征在于,所述步S2包括:
S21、利用Tucker张量模型,将所述接收阵列匹配滤波后的样本矩阵堆叠成一个三阶张量模型其第(m,n,l)个位置的元素为:



其中,M为发射阵元个数、N为接收阵元个数,L为快拍数,K为张量的秩,Bt和At分别表示发射阵列对应的发射方向矩阵和发射极化响应矩阵,Br和Ar分别表示接收阵列对应的接收方向矩阵和接收极化响应矩阵,⊙表示按列克罗内克积,S(l,k)为目标RCS系数矩阵S的第(l,k)个元素,是噪声张量的第(m,n,l)个元素;
S22、通过张量模型结构构建一个四阶的接收信号张量协方差模型其第(m,n,p,q)个元素为:


【专利技术属性】
技术研发人员:毛陈兴文方青王可
申请(专利权)人:长江大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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