基于运动平台的统计直方图脉冲对模糊消除方法技术

本发明专利技术公开了一种基于运动平台的统计直方图脉冲对模糊消除方法，主要解决现有统计直方图脉冲对模糊消除方法中计算量高、实时性低的问题，其实现方案是：设置一个主运动平台和多个辅运动平台，测量接收的目标脉冲的到达时间差，并在时差窗范围配对形成时差对数据集；根据观测时间内辅运动平台的移动距离，计算出时差边界门限值；利用统计直方图法将时差对数据集中符合时差边界门限值的时差对归于一类；根据目标脉冲个数设置数量门限，利用数量门限对归类后的结果进行筛选，挑选出真实时差对，剔除虚假时差对，完成脉冲对的模糊消除。本发明专利技术有效降低了系统计算量，提高了系统的实时性，可应用于航空航天及电子战。可应用于航空航天及电子战。可应用于航空航天及电子战。

【技术实现步骤摘要】
基于运动平台的统计直方图脉冲对模糊消除方法


[0001]本专利技术属于无源定位
，更进一步涉及一种脉冲对模糊消除方法，可应用航空航天及电子战。

技术介绍

[0002]脉冲对模糊是由目标辐射源信号为高重频信号时所产生的一种匹配模糊现象，这种脉冲对模糊不仅浪费系统计算资源，且无法实现对目标的定位，所以脉冲对模糊消除成为亟待解决的关键问题。
[0003]1999年，杨林,孙仲康等人分析脉冲对模糊产生的原因，并提出可通过多级统计直方图法消除脉冲配对模糊。其实现方案是：1)将脉冲进行缓冲并配对，获得时差对，形成时差对的统计直方图；2)挑选统计直方图中峰值最大处所对应的时差对作为一个真实目标的时差对，将形成这一时差对的脉冲剔除；3)对剩余脉冲重复第1)步和第2)步，直到没有剩余脉冲为止。利用多级统计直方图法消除脉冲对模糊时所需计算量较大，对时差测量精度要求较高，且消除脉冲对模糊的成功率较低。
[0004]针对上述缺陷，2004年李涛,姜文利等人对其做出了改进，其实现方案是：1)通过统计直方图法形成时差峰间脉冲重叠个数表，提取时差峰，根据时差峰获得模糊时差对和真实时差对；2)根据模糊时差对与真实时差对的关系，在时差窗范围内计算可能存在的时差；3)利用模糊时差对与真实时差对进行定位获得模糊定位点和真实定位点，根据真实定位点和模糊定位点发散特性之间的差异，保留真实定位点，剔除模糊定位定位点，从而实现脉冲对模糊消除。该方法虽说对时差测量精度要求较低，消除脉冲对模糊的成功率较高，但由于其需进行多次观测，且在定位环节才能实现脉冲对模糊消除，因而造成了计算资源的浪费，降低了多站时差定位系统的实时性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于运动平台的统计直方图脉冲对模糊消除方法，以减小计算复杂度，降低对时差测量精度的要求，提高时差定位系统的实时性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下：
[0007]1)设置一个主运动平台和M个辅运动平台，在观测时间内主、辅运动平台测量接收的目标脉冲的到达时间差，并在时差窗范围配对时间差配对，形成时差对数据集；
[0008]2)根据观测时间内辅运动平台的移动距离Δd，推导并计算出时差边界门限值G：
[0009]G＝Δd/c
[0010]其中，c表示光速；
[0011]3)利用统计直方图法将时差对数据集中符合时差边界门限值的时差对归于一类，其公式表示如下：
[0012]|TDOA
i
‑
TDOA
j
|≤G
[0013]其中，TDOA
i
和TDOA
j
分别表示时差对数据集中的第i个时差对和第j个时差对；
[0014]4)根据目标脉冲个数n设置数量门限g，利用数量门限对归类后的结果进行筛选，挑选出真实时差对，剔除模糊时差对，实现脉冲对模糊消除。
[0015]本专利技术与现有技术相比较，具有以下优点：
[0016]第一，本专利技术由于推导出了时差边界门限值，并利用该时差边界门限值进行归类形成一级直方图，避免了现有技术归类形成多级直方图的方案，有效降低了系统的计算量；
[0017]第二，本专利技术由于利用时差边界门限值直接消除脉冲对模糊，避免了现有技术通过多次定位的方式消除脉冲对模糊的缺点，有效避免了系统资源的浪费，提高了系统的实时性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的实现流程图；
[0019]图2是本专利技术中的运动模型示意图；
[0020]图3是用本专利技术仿真目标脉冲数对模糊消除成功率的结果图；
[0021]图4是用本专利技术仿真目标脉冲丢失概率对模糊消除成功率的结果图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的实施例和效果做进一步详细描述。
[0023]参照图1，本实例的实施步骤如下：
[0024]步骤1，设置一个主运动平台和M个辅运动平台，其中M≥2，计算目标脉冲的到达时间差，如图2所示。
[0025]1.1)通过主运动平台和M个辅运动平台均接收目标发射的脉冲信号，设主运动平台和第m个辅运动平台接收的目标脉冲信号分别为x(t)、y
m
(t)，得到两个运动平台的互相关函数R
xy
(τ)为：
[0026]R
xy
(τ)＝E[x(t+τ)y
m
(t)]<1>
[0027]其中，E[
·
]表示求数学期望，τ表示相对移动时间，m＝1,2,
…
,M；
[0028]1.2)对R
xy
(τ)进行求解得到互相关曲线，将其最大值处的τ值作为目标脉冲到达主运动平台和第m个辅运动平台的时间差dτ
m
。
[0029]本实例设但不限于M＝3。
[0030]步骤2，计算主、辅运动平台时差窗。
[0031]根据主运动平台和第m个辅运动平台的位置距离d
m
，计算时差窗w
m
：
[0032]w
m
＝d
m
/c<2>
[0033]其中c表示光速。
[0034]步骤3，在时差窗范围内进行时差配对，构建时差对数据集。
[0035]3.1)对主运动平台接收的k0个目标脉冲和第m个辅运动平台接收的k
m
目标脉冲按式<1>获得N
m
个互相关函数，其中，N
m
＝k0*k
m
；
[0036]3.2)对N
m
个互相关函数求解，获得时差dτ
mp
：
[0037]dτ
mp
＝[dτ1,dτ2,
…
,dτ
Nm
]<3>
[0038]3.3)利用时差窗w
m
对时差dτ
mp
进行筛选，即按照
‑
w
m
≤dτ
mip
≤w
m
的条件选出时差窗
w
m
范围内的时差，得到筛选后的时差dτ
m
；
[0039]3.4)将主运动平台与M个辅运动平台形成的时差dτ1,dτ2,
…
dτ
M
，按照的方式进行配对，形成时差对数据集D，其中表示kronecker积。
[0040]步骤4，根据辅运动平台的移动距离，推导并计算出时差边界门限值G。
[0041]参照图2，假设当主运动平台在位置s
01
，辅运动平台在位置s
02
时，二者接收同一目标脉冲，目标脉冲到达时间分别为t...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于运动平台的统计直方图脉冲对模糊消除方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设置一个主运动平台和M个辅运动平台，在观测时间内主、辅运动平台测量接收的目标脉冲的到达时间差，并在时差窗范围配对时间差配对，形成时差对数据集；2)根据观测时间内辅运动平台的移动距离Δd，推导并计算出时差边界门限值G：G＝Δd/c其中，c表示光速；3)利用统计直方图法将时差对数据集中符合时差边界门限值的时差对归于一类，其公式表示如下：|TDOA
i
‑
TDOA
j
|≤G其中，TDOA
i
和TDOA
j
分别表示时差对数据集中的第i个时差对和第j个时差对；4)根据目标脉冲个数n设置数量门限g，利用数量门限对归类后的结果进行筛选，挑选出真实时差对，剔除模糊时差对，实现脉冲对模糊消除。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中观测时间内主、辅运动平台测量接收的目标脉冲的到达时间差，实现如下：1a)设主运动平台和第m个辅运动平台接收的目标脉冲信号分别为x(t)、y
m
(t)，得到两个运动平台的互相关函数R
xy
(τ)为：R
xy
(τ)＝E[x(t+τ)y
m
(t)]其中，E[
·
]表示求数学期望，τ表示相对移动时间；1b)对R
xy
(τ)进行求解得到互相关曲线，将其最大值处的τ值作为目标脉冲到达主运动平台和第m个辅运动平台的时间差dτ
m
。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中在时差窗范围对时间差进行配对，形成时差对数据集，实现如下：1c)根据主运动平台和第m个辅运动平台间的距离d
m
，得到时差窗w
m
：w
m
＝d
m
/c1d)对主运动平台接收的目标脉冲和第m个辅运动平台接收的目标脉冲进行时差测量，获得时差dτ
mp
＝[dτ1,dτ2,
…
,dτ
N
]，并利用时差窗w
m
对时差dτ
mp
进行筛选，即按照
‑
w
m
≤dτ
mip
≤w
m
的条件选出时差窗w
m
范围内的时差，得到筛选后的时差dτ
m
；1f)将主运动平台与M个辅运动平台形成的时差dτ1,dτ2,
…
dτ
M
，按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国栋，周梦伟，鲍丹，刘高高，武斌，李鹏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：