基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法技术

本发明专利技术一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，形成双站交叉定位点集合；以某一个站点A的某条视线矢量为基准线，与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点，计算基准点对应的站点C的成对交叉定位点集合；利用成对交叉定位点距离判断基准点是否为虚假点，若为虚假点，从双站交叉定位点集合中去除；遍历所有基准线对应的所有基准点，重复执行第二步与第三步；将预处理后的双站交叉定位点集合，用于后续数据关联，提高数据关联的效率，降低虚假点的干扰。本发明专利技术利用一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点预处理方法，能够去除大量虚假点，降低了后续数据处理的计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法
本专利技术涉及一种虚假点去除预处理方法，具体涉及一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，属于电子侦察

技术介绍
无源定位是无源探测系统的关键技术，所使用的侦察接收机本身不发射电磁信号，仅利用接收到的电磁信号进行目标探测，在保证隐蔽性的同时具有较高的系统作用距离。如今电磁环境日益复杂，战场上的电磁信号更是复杂多变，如何准确估计目标辐射源的位置，实现精准打击，一直都是国内外学者研究的重点。测向交叉定位利用测量精度高的角度信息进行交叉定位，原理简单、处理速度快，是复杂多变的电磁环境下一种有效的无源定位方法。由于测量站点同时获得多个辐射源目标的视线矢量(角度)数据，无法自动分辨多个站点的哪些视线矢量数据来自同一目标，会产生错误关联现象，导致大量虚假点目标的出现。当目标数增多时，虚假点现象更为严重。典型的虚假点去除方法有聚类法和数据关联法。聚类法以遍历所有不同站点的双站交叉定位点集合为样本空间，根据距离、密度等特征，由已有的聚类算法将样本空间分成不同簇。再根据每一簇的点数、点间的距离、密度等特征剔除虚假点对应的簇，留下的簇对应真实目标。数据关联法遍历所有可能的视线矢量组合，对各种组合进行置信度评估，置信度最高的组合对应的定位交叉点作为真实目标位置，其余组合对应的定位交叉点都被认为是虚假点。数据关联法可靠性较高，但是计算复杂度高。当目标数增多时，面临计算复杂度呈指数形式上升的NP-hard问题，无法保证实时性。两种方法都需要进行预处理以降低样本空间或者组合数，即降低虚假点干扰，提升后续聚类或数据关联方法的鲁棒性；同时大大降低后续聚类或数据关联的计算复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有多站点、多目标无源定位的虚假点去除方法的问题，提出一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，包括如下步骤：步骤一：任选两个不同站点的不同视线矢量样本，给出双站交叉定位结果，遍历所有数据关联组合，形成双站交叉定位点集合；步骤二：以某一个站点A的某条视线矢量为基准线，与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点，计算基准点对应的站点C的成对交叉定位点集合；站点C是除A、B站点外的任意一个第三站点；步骤三：利用成对交叉定位点距离判断基准点是否为虚假点，若为虚假点，从双站交叉定位点集合中去除；步骤四：遍历所有基准线对应的所有基准点，重复执行第二步与第三步；步骤五：将预处理后的双站交叉定位点集合，用于后续数据关联，提高数据关联的效率，降低虚假点的干扰。本专利技术还包括这样一些特征：1、所述步骤一具体为：已知共有NS个测量站，它们坐标分别为：(x1,y1)、(x2,y2)、...、(xNS,yNS)，假设有NT个辐射源目标，以测量站点A(xi,yi)与站点B(xj,yj)对第n个辐射源进行测向交叉定位，假设两个测量站点对第n个目标的方位角分别为θAn、θBn，则根据第n个目标与两个站点的几何关系，可以估计出目标坐标：得到第n个辐射源目标估计坐标遍历所有数据关联组合，形成双站交叉定位点集合X。2、所述步骤二具体为：某一个站点A的某条视线矢量基准线与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点P，站点C的视线矢量与基准线的交叉定位点为Pi，i＝1...NT，NT为目标个数，(P,Pi)称为成对交叉定位点，所有的(P,Pi)，i＝1…NT构成一组成对交叉定位点集合；如果除了A站点和B站点外，只有一个站点，则一个基准点对应一组成对交叉定位点集合；若除A站点和B站点外，还有多个站点，那么一个基准点对应多组成对交叉定位点集合，除A、B两站点外的每一个站点都与基准点生成一组成对交叉定位点集合。3、所述步骤三具体为：(1)若只有三个站点，则每个基准点只对应一组成对交叉定位点集合，计算成对交叉定位点集合中，每一成对交叉定位点的两点之间的欧氏距离；找出距离最小的成对交叉定位点，获取最小欧氏距离dmin；计算基准点与第三个站点连线的方位角度值，加上构成基准点的两个视线矢量对应的两个方位角度值，得到三个方位角度值；根据三个方位角度值及设置的虚假点错误剔除率beta，计算得出距离阈值dth；当dmin大于距离阈值dth时，则认为基准点P为虚假点，删除；否则为真实点；(2)若存在三个以上站点，则每个基准点对应多组成对交叉定位点集合，每组成对交叉定位点集合都存在一个最小欧氏距离，重复前述b、c、d中步骤，只要有一组成对交叉定位点集合对应的最小欧氏距离大于距离阈值dth，就认为基准点P为虚假点，删除；否则予以保留。4、所述距离阈值dth的计算方法如下：a.设P与P'构成成对交叉定位点，且交叉定位点都是由正确关联视线矢量形成的，基准点P为方位角θA与方位角θB确定的估计点，P'由方位角θA与方位角θC确定，其中θA、θB、θC分别为站点A、B、C对同一个目标对应的方位角观测值(随机变量)；b.点P与点P'的坐标由θA、θB、θC可以根据交叉定位方程确定；根据坐标计算得出点P与点P'的距离函数dAB_AC，记为自变量为方位角观测值的距离函数：dAB_AC＝f(θA,θB,θC)；c.将f(θA,θB,θC)在权力要求3步骤c中得到三个方位角度值处进行一阶泰勒展开，近似为d.计算得出的均值μ和方差σ2，其中假设方位角θA、θB、θC分别服从高斯分布，方差(测角精度)已知；e.设置虚假点错误剔除率beta，即满足：求以下自变量为距离变量d的方程解：其中erf(x)为误差函数，方程解即所求距离阈值dth。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术是一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点预处理去除方法。该方法利用距离门限删除了大量的虚假点，显著减少了相关的候选数据关联组合或者样本空间点数，可用于各种类型数据关联方法的虚假点预处理。该方法可以有效降低虚假点干扰，提高后续数据关联的效率，有利于提升数据关联的准确率。附图说明图1是本专利技术的流程示意图；图2是测向交叉定位原理图；图3是三站点、五目标的成对交叉定位点说明图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术的基本思想如下：以某一个测量站点的视线矢量为基准线，与另一个站点的某个视线矢量交叉定位得到一个基准点。计算第三个站点的所有视线矢量分别与基准线形成的交叉定位点集合。若基准点为真实目标，不考虑测向侦察的漏检情况，该集合中一定有一个与基准点对应同一真实目标的交叉定位点，该交叉定位点与基准点的距离往往最小，且以很高的概率小于一定距离阈值。基于以上原理，本专利技术一一计算基准点与该集合中所有点的成对交叉定位点距离。若最小的成对交叉定位点距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，其特征是，包括如下步骤：/n步骤一：任选两个不同站点的不同视线矢量样本，给出双站交叉定位结果，遍历所有数据关联组合，形成双站交叉定位点集合；/n步骤二：以某一个站点A的某条视线矢量为基准线，与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点，计算基准点对应的站点C的成对交叉定位点集合；站点C是除A、B站点外的任意一个第三站点；/n步骤三：利用成对交叉定位点距离判断基准点是否为虚假点，若为虚假点，从双站交叉定位点集合中去除；/n步骤四：遍历所有基准线对应的所有基准点，重复执行第二步与第三步；/n步骤五：将预处理后的双站交叉定位点集合，用于后续数据关联，提高数据关联的效率，降低虚假点的干扰。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一：任选两个不同站点的不同视线矢量样本，给出双站交叉定位结果，遍历所有数据关联组合，形成双站交叉定位点集合；
步骤二：以某一个站点A的某条视线矢量为基准线，与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点，计算基准点对应的站点C的成对交叉定位点集合；站点C是除A、B站点外的任意一个第三站点；
步骤三：利用成对交叉定位点距离判断基准点是否为虚假点，若为虚假点，从双站交叉定位点集合中去除；
步骤四：遍历所有基准线对应的所有基准点，重复执行第二步与第三步；
步骤五：将预处理后的双站交叉定位点集合，用于后续数据关联，提高数据关联的效率，降低虚假点的干扰。


2.根据权利要求1所述的基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，其特征是，所述步骤一具体为：
已知共有NS个测量站，它们坐标分别为：(x1,y1)、(x2,y2)、...、(xNS,yNS)，假设有NT个辐射源目标，以测量站点A(xi,yi)与站点B(xj,yj)对第n个辐射源进行测向交叉定位，
假设两个测量站点对第n个目标的方位角分别为θAn、θBn，则根据第n个目标与两个站点的几何关系，可以估计出目标坐标：






得到第n个辐射源目标估计坐标遍历所有数据关联组合，形成双站交叉定位点集合X。


3.根据权利要求1所述的基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法，其特征是，所述步骤二具体为：某一个站点A的某条视线矢量基准线与另一站点B的某个视线矢量的交叉定位点为基准点P，站点C的视线矢量与基准线的交叉定位点为Pi，i＝1...NT，NT为目标个数，(P,Pi)称为成对交叉定位点，所有的(P,Pi)，i＝1...NT构成一组成对交叉定位点集合；
如果除了A站点和B站点外，只有一个站点，则一个基准点对应一组成对交叉定位点集合；若除A站点和B站点外，还有多个站点，那么一个基准点对应多组成对交叉定位点集合，除A、B两站点外的每一个站点都与...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志安，张天宝，张春杰，冯建翔，汲清波，司伟建，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23