【技术实现步骤摘要】
未知发射机位置和信号传播速度的椭圆定位方法
[0001]本专利技术涉及一种目标定位技术，尤其是涉及一种未知发射机位置和信号传播速度的椭圆定位方法。
技术介绍
[0002]目标定位不仅在声纳、传感器网络等科技领域有着广泛的应用，而且它在人员及军事安全方面也有着很大用处，比如在对受险人员的援救、对罪犯电子设备的定位，以及在军事中探测敌方目标的入侵、运动方向等方面起着重要作用。
[0003]目标定位通过收集发射机和接收机之间的交互信息以及一些已知位置的接收机的信息，然后运行定位算法完成目标的定位。用时间信息对目标位置进行定位的技术因为其精度高的特点而被研究人员广泛关注。椭圆定位就是基于时间信息的定位技术，其原理是通过寻找若干椭圆(二维)或椭球(三维)的交点来估计目标位置。每一个椭圆(椭球)都是由一个发射机和一个接收机组成，这样多个椭圆(椭球)的交点就是要被定位的目标位置。
[0004]在存在一个发射机、一个目标以及多个接收机的定位系统中，发射机发射一个信号，信号经由两条路径被接收机接收，一条是直接路径：发射的信号直...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种未知发射机位置和信号传播速度的椭圆定位方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：在多输入多输出雷达系统中，建立一个平面坐标系或空间坐标系作为参考坐标系，并设定存在N个用于接收信号的接收机、一个用于发射信号的发射机和一个目标，且设定发射机和接收机时钟同步，发射机在参考坐标系中的真实坐标位置未知，目标在参考坐标系中的真实坐标位置未知，N个接收机在参考坐标系中的真实坐标位置已知，将发射机在参考坐标系中的真实坐标位置记为t
o
，将目标在参考坐标系中的真实坐标位置记为u
o
，将第j个接收机在参考坐标系中的真实坐标位置记为s
j
；其中，参考坐标系为平面坐标系时N≥3，参考坐标系为空间坐标系时N≥4，1≤j≤N；步骤2：将发射机发射的信号直接被第j个接收机接收的时延的测量值记为τ
d,j
，将发射机发射的信号经过目标反射后被第j个接收机接收的时延的测量值记为τ
r,j
；然后将τ
d,j
的直接路径模型表示为：将τ
r,j
的间接路径模型表示为：其中，c
o
表示发射机发射信号的信号传播速度，符号“|| ||”为求欧几里德范数符号，Δτ
d,j
表示发射机发射的信号直接被第j个接收机接收的情况下信号传播路径上的测量噪声，Δτ
r,j
表示发射机发射的信号经过目标反射后被第j个接收机接收的情况下信号传播路径上的测量噪声；步骤3：对τ
d,j
的直接路径模型进行转换，先等式两边乘以c
o
，然后等式两边平方，再忽略二阶噪声项后得到并对τ
r,j
的间接路径模型进行转换，先等式两边乘以c
o
，然后将||u
o
‑
t
o
||移到等式左边，得到c
o
τ
r,j
‑
||u
o
‑
t
o
||＝||u
o
‑
s
j
||+c
o
Δτ
r,j
,1≤j≤N，再对c
o
τ
r,j
‑
||u
o
‑
t
o
||＝||u
o
‑
s
j
||+c
o
Δτ
r,j
,1≤j≤N等式两边平方并忽略二阶噪声项得到然后令将分别代入和中，对应得到和；其中，上标“T”表示向量的转置，ε
d,j
和ε
r,j
均为引用的中间变量，ε
d,j
＝c
o
Δτ
d,j
，ε
r,j
＝c
o
Δτ
r,j
，α为
比例因子且α＞0，为引用的中间变量；步骤4：根据和，构建带有约束的加权最小二乘问题，描述为：其中，min()表示最小化函数，s.t.表示“受约束于”，，b、b
r
和b
d
均为引入的中间向量，且已知，s1表示第1个接收机在参考坐标系中的真实坐标位置，s
N
表示第N个接收机在参考坐标系中的真实坐标位置，A
r
＝[a
r1
,
…
,a
rN
]，a
r1
和a
rN
根据得到，0
k
表示长度为k且元素的值全为0的列向量，A
d
＝[a
d1
,
…
,a
dN
]，a
d1
和a
dN
根据得到，A、A
r
和A
d
均为引入的中间矩阵，且已知，a
r1
和a
rN
、a
d1
和a
dN
均为引入的中间向量，且已知，B＝blkdiag(B
r
,B
d
)，B
r
＝diag(||u
o
‑
s1||,
…
,||u
o
‑
s
N
||)，B
d
＝diag(||s1‑
t
o
||,
…
,||s
N
‑
t
o
||)，blkdiag()表示生成以矩阵块为对角线的矩阵，diag()表示生成对角线矩阵...
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