【技术实现步骤摘要】
一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法
[0001]本专利技术涉及水下目标源定位
，尤其涉及一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法。
技术介绍
[0002]声纳定位是水下目标源定位的重要手段。传统的声纳按照工作模式不同可以分为被动式声纳和主动式声纳。被动式声纳靠直接接收水下目标机械工作所发出的噪声发现目标，隐蔽性较好。然而随着潜艇隐身技术的深入研究，潜艇发出的噪声越来越小，被动式声纳的定位性能显著下降。主动式声纳通过自主发射声波信号，再接收目标回波对目标进行定位。作用距离相对较远，但是由于需要主动发射信号，隐蔽性不强。相比于上述两种声纳，多基地声纳收发装置是分开放置的，由于发射站可以主动发射信号，具有主动式声纳的优势，并且它的接收站是被动工作的，隐蔽性较好。由于多基地声纳隐蔽性好、抗干扰能力强、机动性能高以及作用距离远的优点，已成为国内外学者的研究热点。
[0003]多基地声纳定位的原理是由单个或多个发射站发射声波信号，由多个接收站接收目标回波，并根据从信号中获得的时域、频域、空域或者能量域...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法，其特征在于，包括：步骤1：利用关于M个发射站和N个接收站的相应的TDOA观测量，建立相应的TDOA观测方程；步骤2：将所有的TDOA观测方程进行整合，并将其转变为一个未知量包含水下目标源位置u的伪线性方程；步骤3：确定求解步骤2的伪线性方程的代价函数J，并引入增广矩阵A和扩维向量V对代价函数J进行变形；步骤4：基于变形后的代价函数J求解一个常数约束条件，构建一个未知量包含水下目标源位置u的优化求解模型；步骤5：通过求解矩阵束(A
T
W1A,Ω)的最小广义特征值对应的广义特征向量求解步骤4构建的优化求解模型；其中W1表示加权矩阵，Ω表示二阶误差相关项；步骤6：根据一阶泰勒级数展开法确定优化求解模型对于目标源位置估计的误差所满足的方程，并利用最小二乘法得出其解；步骤7：基于步骤5和步骤6得到的解得出最终的目标位置估计。2.根据权利要求1所述的一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法，其特征在于，所述步骤1中，建立的TDOA观测方程为：其中其中表示声速的先验值，c为声速，σ
c
表示声速对应的先验误差；表示声速对应的先验误差；表示第i个发射站、第j个接收站对应的带有误差的TDOA观测量，τ
ij
表示第i个发射站、第j个接收站对应的TDOA观测量，
△
τ
ij
表示第i个发射站、第j个接收站对应的TDOA观测量误差；ε
ij
＝c
△
τ
ij
+τ
ij
σ
c
，表示对应的误差值；t
i
表示第i个发射站的位置；s
j
表示第j个接收站的位置；1≤i≤M，M表示发射站的个数；1≤j≤N，j表示接收站的个数。3.根据权利要求2所述的一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法，其特征在于，所述步骤2中，伪线性方程为：其中B1表示方程的误差矩阵，ε表示所有ε
ij
构成的向量形式，h1表示观测向量，G1表示观测矩阵，表示方程中的未知量；式中ε＝[(ε1)
T (ε2)
T
ꢀ…ꢀ
(ε
M
)
T
]
TTT
其中I
M
表示维度为M的单位矩阵；表示矩阵的Kronecker积；B
11
表示有关B1的子对角矩阵；ε
i
表示ε的子向量；h
1i
表示h1的子向量；G
1i
表示G1的子矩阵；其中
B
11
＝2diag([||u
‑
s1|| ||u
‑
s2||
ꢀ…ꢀ
||u
‑
s
N
||])ε
i
＝[ε
i1 ε
i2
ꢀ…ꢀ
ε
iN
]
TT
其中diag(*)表示以向量*中的各项元素为对角的矩阵；Ο
i
×
j
表示一个行数为i，列数为j的零矩阵。4.根据权利要求3所述的一种基于水下多基地声纳的TDOA偏置削减定位方法，其特征在于，所述步骤3包括：确定求解步骤2的伪线性方程的代价函数J式中W1表示相应的加权矩阵，表示为E(εε
T
)是有关ε的协方差矩阵，表示为其中Q
τ
表示TDOA观测量的误差协方差矩阵；τ表示TDOA观测量的矩阵形式，式中τ＝[(τ1)
T (τ2)
T
ꢀ…ꢀ
(τ
M
)
T
]
T
τ
i
＝[τ
i1 τ
i2
ꢀ…ꢀ
τ
iN
]
T
引入增广...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鼎，范超，高卫港，尹洁昕，陈灿，李建阳，吴志东，唐涛，张莉，郑娜娥，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。