基于卫星辐射源的空中目标制造技术

本发明专利技术公开了一种基于卫星辐射源的空中目标

【技术实现步骤摘要】
基于卫星辐射源的空中目标TDOA迭代定位方法


[0001]本专利技术属于雷达
，涉及一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA(time difference of arrival
，到达时间差
)
迭代定位方法，为多站空中目标高精度定位提供一种高效手段
。

技术介绍

[0002]在面向未来信息化战争的背景下，多站目标精确定位为有效地施行敌方情报获取
、
电子干扰乃至最终的精确打击提供了有力保障，是战场侦察和监视体系中的一项关键技术
。
在多站目标定位中，一般通过直接定位方法
(
直接根据目标信号估计目标参数
)
，或间接定位方法
(
先从目标信号中提取量测信息，再通过定位解算的方式得到目标参数
)
对目标进行定位
。
尽管从理论上来说，直接定位方法能获得更高的定位精度，但一方面，该方法容易引起模型失配，另一方面，该方法需要通过多维搜索的方式估计目标位置，这对于算法的估计精度和运行时间都有较大程度的影响
。
[0003]现有的多站目标精确定位尚未将接收观测站数目的限制考虑在内
。
在实时战场环境下，接收观测站数目是一种十分宝贵的资源，我们希望用尽可能少的接收观测站数目去达到既定目标定位精度指标，然而，已有的两步定位方法在一阶段计算的过程中需要额外引入参考距离，这样会使得独立量测数升至4个，则至少需要5个接收观测站来支撑，十分不利于接收观测站数尽可能少的要求
。
为此，亟需提出一种较少接收观测站条件下的空中目标迭代定位方法，为火控
、
侦察
、
制导等提供高精度的目标定位
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，解决了传统定位方法不能获得尽可能少的接收观测站数的技术问题，本专利技术在保证定位精度的基础上降低了对接收站数目的要求，具有良好的工程应用前景
。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，包括：
[0007]构建多站
TDOA
量测模型，所述多站
TDOA
量测模型为各定位雷达的量测值与目标位置的关系式；
[0008]基于多站
TDOA
量测模型构建
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型，根据
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型分别实现四站目标定位和三站目标定位；
[0009]所述
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型包含参考雷达到目标的距离估计和目标位置估计之间的关系式
。
[0010]进一步的，设分布式多站雷达系统包含
M
部雷达，其中，第1部雷达为参考雷达，第2～
M
部雷达为定位雷达；
M≥2
，
2≤i≤M
；
[0011]多站
TDOA
量测模型为：
[0012][0013]其中，
r
i
为目标到第
i
部定位雷达的距离，
r1为目标到参考雷达的距离，第
i
部定位雷达的量测值
r
i1
＝
r
i
‑
r1，
s
i
为第
i
部定位雷达真实位置，
s1为参考雷达真实位置，
u
为目标位置
。
[0014]进一步的，
[0015]其中，为第
i
部定位雷达的导航位置，
Δ
s
i
为第
i
部定位雷达的位置误差；
[0016]r
i
＝
||u
‑
s
i
||2。
[0017]进一步的，
TDOA
四站迭代定位模型包括：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]当
n
＝1时，
[0024]当
n
＞1时，
[0025][0026]其中，
n
代表第
n
次迭代，
n≥1
，为第
i
部定位雷达的差分伪距，为第
n
次迭代时所用的参考雷达到目标的距离估计，为参考雷达的导航位置，第
n
次迭代得到的三维目标位置估计，
W1(n)
为第
n
次迭代的加权矩阵，为第
n
次迭代时第
i
部定位雷达到目标的距离估计，为第
n
次迭代得到的参考雷达到目标的距离估计，
Q
t
＝
c2E[
Δ
t
Δ
t
T
]，
Q
p
＝
c2E[
Δ
s
Δ
s
T
]，
c
表示光速，
Δ
t
为时间误差，
Δ
s
为无人机的位置误差
。
[0027]进一步的，根据
TDOA
四站迭代定位模型实现四站目标定位的方法包括：
[0028]S1.1
获取
[0029]S1.2
根据得到
h1(n)
，根据
B1(n)
和
D1(n)
得到
W1(n)
，根据
h1(n)、G1和
W1(n)
得到
[0030]S1.3
根据上一步得到的得到
[0031]S1.4
判断迭代次数是否达到预设迭代次数，当达到预设迭代次数时输出此时的完成四站目标定位，当未达到预设迭代次数时返回步骤
S1.2
，使用进行下一次迭代
。
[0032]进一步的，其中，
r
b
为双站探测距离，
r
t
(n)
为第
n
次迭代时卫星到目标的距离；
[0033]第1次迭代时，卫星到目标的距离
r
t
(1)
即卫星到地面波束中心的距离
。
[0034]进一步的，
TDOA
三站迭代定位模型包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，其特征在于，包括：构建多站
TDOA
量测模型，所述多站
TDOA
量测模型为各定位雷达的量测值与目标位置的关系式；基于多站
TDOA
量测模型构建
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型，根据
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型分别实现四站目标定位和三站目标定位；所述
TDOA
四站迭代定位模型和
TDOA
三站迭代定位模型包含参考雷达到目标的距离估计和目标位置估计之间的关系式
。2.
根据权利要求1所述的一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，其特征在于，设分布式多站雷达系统包含
M
部雷达，其中，第1部雷达为参考雷达，第2～
M
部雷达为定位雷达；
M≥2
，
2≤i≤M
；多站
TDOA
量测模型为：其中，
r
i
为目标到第
i
部定位雷达的距离，
r1为目标到参考雷达的距离，第
i
部定位雷达的量测值
r
i1
＝
r
i
‑
r1，
s
i
为第
i
部定位雷达真实位置，
s1为参考雷达真实位置，
u
为目标位置
。3.
根据权利要求2所述的一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，其特征在于，其中，为第
i
部定位雷达的导航位置，
Δ
s
i
为第
i
部定位雷达的位置误差；
r
i
＝
||u
‑
s
i
||2。4.
根据权利要求3所述的一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，其特征在于，
TDOA
四站迭代定位模型包括：四站迭代定位模型包括：四站迭代定位模型包括：四站迭代定位模型包括：四站迭代定位模型包括：
当
n
＝1时，当
n
＞1时，时，其中，
n
代表第
n
次迭代，
n≥1
，为第
i
部定位雷达的差分伪距，为第
n
次迭代时所用的参考雷达到目标的距离估计，为参考雷达的导航位置，第
n
次迭代得到的三维目标位置估计，
W1(n)
为第
n
次迭代的加权矩阵，为第
n
次迭代时第
i
部定位雷达到目标的距离估计，为第
n
次迭代得到的参考雷达到目标的距离估计，
Q
t
＝
c2E[
Δ
t
Δ
t
T
]
，
Q
p
＝
c2E[
Δ
s
Δ
s
T
]
，
c
表示光速，
Δ
t
为时间误差，
Δ
s
为无人机的位置误差
。5.
根据权利要求4所述的一种基于卫星辐射源的空中目标
TDOA
迭代定位方法，其特征在于，根据
TDOA
四站迭代定位模型实现四站目标定位的方法包括：
S1.1
获取
S1.2
根据得到
h1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金铭，李财品，李渝，段崇棣，吴涛，雷红文，彭文灿，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：