一种存在时钟同步误差的椭圆目标定位方法技术

本发明专利技术公开了一种存在时钟同步误差的椭圆目标定位方法，在所有传感器均存在时钟同步误差的情况下，利用椭圆目标定位系统来实现对单个目标的定位，首先将所有的时钟同步误差均当成噪声处理；然后，通过对反射路径距离测量模型的处理，可将其表达为一个标准的广义信赖域子问题；最终，利用高效的GTRS算法便可实现对该问题的精确求解，从而，便实现了对目标的高精度定位；本发明专利技术优点是：一方面，在实现对目标定位的同时，无需对所有的时钟同步误差进行估计，从而大大减少了待估计变量的数量，提高了算法的运行效率；另一方面，本发明专利技术利用复杂度极低的GTRS算法来求解该问题，实现了对目标的高效精确定位。的高效精确定位。的高效精确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种存在时钟同步误差的椭圆目标定位方法


[0001]本专利技术涉及一种目标定位技术，尤其是涉及一种存在时钟同步误差的椭圆目标定位方法。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的快速发展，目标定位技术也得到了快速的发展，该技术也被应用于现实生活中的各个领域，如：智能驾驶、海上航行、导弹的精确制导等等，因此，目标定位技术与现实生活中的各行各业都息息相关，对目标定位技术的研究也变得十分有意义。
[0003]一般来说，目标定位是通过一些已知位置的传感器与目标之间进行直接或间接的通信来收集一些测量信息，然后统一收集到数据处理中心，由数据处理中心运行相应的定位算法来完成对目标的定位。这些测量信息通常包括：到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角(AOA)、接收信号强度(RSS)以及它们的组合等。在所有的测量信息中，基于时间测量信息的定位方法具有更高的定位精度，因而，它也被学者们广泛地进行研究。椭圆目标定位方法就是基于时间测量信息的定位方法中的一种，相比较于其它的基于时间测量信息的定位方法，椭圆目标定位方法有着如下的优势，如：与基于到达时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存在时钟同步误差的椭圆目标定位方法，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K维的坐标系作为参考坐标系，并设定存在M+N个已知真实位置的传感器和1个未知真实位置的目标，设定每个传感器均存在一个时钟同步误差；然后将M个传感器作为用于发射信号的发射机，将剩余的N个传感器作为用于接收信号的接收机，将第i个发射机在参考坐标系中的真实位置记为t
i
，将第j个接收机在参考坐标系中的真实位置记为s
j
，将目标在参考坐标系中的真实位置记为u
o
，将第i个发射机存在的时钟同步误差记为将第j个接收机存在的时钟同步误差记为再计算由第i个发射机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，记为并计算由第j个接收机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，记为其中，K的值为2或3，M≥2，N≥2，1≤i≤M，1≤j≤N，c表示信号传播的速度，其值为光速；步骤2：根据第i个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收所经历的飞行时间和信号传播的速度，计算第i个发射机到目标及目标到第j个接收机的测量距离之和即第i个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径的距离测量值，记为r
i,j
，r
i,j
＝τ
i,j
×
c；其中，τ
i,j
表示第i个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收所经历的飞行时间；步骤3：根据r
i,j
，构建反射路径距离测量模型，描述为：然后将反射路径距离测量模型中的所有距离测量值、所有时钟同步误差所引起的信号传播距离误差及所有测量噪声分别以向量形式进行表示，对应记为r、
△
r、n，r＝[r
1,1
,
…
,r
1,N
,
…
,r
M,1
,
…
,r
M,N
]
T
，n＝[n
1,1
,...,n
1,N
,...,n
M,1
,...,n
M,N
]
T
；其中，符号“|| ||”为二范数符号，||u
o
‑
t
i
||表示第i个发射机到目标的真实距离，||u
o
‑
s
j
||表示目标到第j个接收机的真实距离，n
i,j
表示第i个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径上的测量噪声，符号“[ ]”为向量或矩阵表示符号，上标“T”表示转置，r
1,1
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第1个接收机接收的反射路径的距离测量值，r
1,N
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第N个接收机接收的反射路径的距离测量值，r
M,1
表示第M个发射机发射的信号经目标反射后被第1个接收机接收的反射路径的距离测量值，r
M,N
表示第M个发射机发射的信号经目标反射后被第N个接收机接收的反射路径的距离测量值，表示由第1个发射机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，表示由第M个发射机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，表示由第1个接收机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，表示由第N个接收机存在的时钟同步误差所引起的信号传播距离误差，n
1,1
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第1个接收机接收的反射路径上的测量噪声，n
1,N
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第N个接收机接收的反射路径上的测量噪声，n
M,1
表示第M个发射机发射的信号经目标反射后被第1个接收机接收的反射路径上的测量噪声，n
M,N
表示第M个发射机发射的信
号经目标反射后被第N个接收机接收的反射路径上的测量噪声，
△
r服从均值为0、协方差矩阵为Q
△
r
的高斯分布，n服从均值为0、协方差矩阵为Q
n
的高斯分布，
△
r和n相互独立，Q
△
r
表示
△
r的协方差矩阵，Q
n
表示n的协方差矩阵；步骤4：将反射路径距离测量模型拆分为第一子模型和第二子模型；然后对第一子模型的等式两边平方，并忽略其二阶噪声项得到并对第二子模型的等式两边平方，并忽略其二阶噪声项得到其中，r
1,j
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径的距离测量值，t1表示第1个发射机在参考坐标系中的真实位置，n
1,j
表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径上的测量噪声，表示第1个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径的真实距离，表示第i个发射机发射的信号经目标反射后被第j个接收机接收的反射路径的真实距离；步骤5：根据和构建带约束的加权最小二乘问题，描述为：其中，min()为最小化函数，s.t.表示“受约束于
……”
，g为优化变量，g＝[u
T
,||u
‑
t1||]
T
，u表示目标的位置变量，g
(K+1)

【专利技术属性】
技术研发人员：肖钰东，王刚，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：