【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子信息，具体而言，涉及一种基于运动累积的双站时频差定位方法。
技术介绍
1、雷达、声纳、无线通信和传感器网络领域的许多应用都依赖于精确的定位技术。基于结合到达时间差和到达频率差测量的定位技术权衡了系统的复杂度和定位性能，因此在定位系统中得到了广泛的应用。在某些应用中，场景的制约和成本的因素可能会限制所使用的传感器数量使得传统多站定位方法的性能将大大降低。特别是在观测站数量少于空间维度时，如使用两个观测站对三维目标信号进行观测并定位，传统的方法将完全失效。
2、最新的研究和专利已经公开了使用两个观测站确定目标位置的方法，专利cn201510349211.0提供了一种双站时差定位方法，利用在单双基程差之间的等差关系获得满足二维平面定位所需要的两个独立的线性定位方程，使用最小二乘法得到目标相对主站的角度和距离，但这种处理增大了对目标的测距误差。专利cn202310443940.7提供了一种双站雷达协同定位方法及系统，使用观测站对目标信号的到达角测量实现精确定位；专利cn202310203184.0使用联合到达时间差和到达角测量实现了快速双站定位，但角度测量系统的实现成本相对较大。以上基于双站的定位方法均未考虑使用运动观测站所带来的等效基线长度提高以提升定位性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于运动累积的双站时频差定位方法，以解决一般时差定位方法所需观测站数量较多，在只有两个观测站的场景下无法进行定位的问题。
2、本专利技术提供的一种基
3、步骤1：设置观测站开始位于三维空间中任意位置，确定两个观测站的运动速度，确定每次观测的时间间隔和总的观测次数；
4、步骤2：确定每次观测时目标信号到两个观测站的时频差，并确定时频差测量的噪声协方差矩阵；
5、步骤3：确定网格搜索的规则，遵循最大似然准则，在感兴趣区域进行网格搜索得到目标位置的初步估计；
6、步骤4：根据高斯-牛顿法确定求解目标位置的迭代方程，以在步骤3中得到的目标位置的初步估计作为起始点，迭代多次后最终得到目标的精确位置。
7、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
8、本专利技术基于运动双站对高度已知目标时频差的多次连续观测建立三维定位模型，突破观测站数量小于空间维度时的目标位置可观测性问题，利用运动累积提高等效基线长度，使用逐次划分网格搜索和高斯-牛顿迭代法实现了精准定位。本专利技术提出的方法能够在观测站数量小于空间维度时，提供可靠的目标定位结果。
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1.一种基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤1中设置的观测站位于三维空间中任意位置，第i个观测站的起始位置为si1，速度为vi，i＝1,2；观测站每次观测的时间间隔为τ；累积观测总次数为K，那么第k次观测时第i个观测站的位置为sik＝si1+vi(k-1)τ，集合k次观测中第i个观测站的位置得到Si＝[si1,si2,…,siK]。
3.根据权利要求2所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤2中第k次观测到的距离差和速度变化率差分别为rk和fk，k＝1,2…,K；所有的距离差和速度变化率差为r＝[r1,…,rK]T和f＝[f1,…,fK]T，m＝[rT,fT]T；设置噪声强度为σ，测量时频差的噪声协方差矩阵表示为：其中，
4.根据权利要求3所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤3中确定搜索范围X、Y，将其划分为Lx×Ly个网格，每个网格的大小分别为x、y；对于每个网格位置ut，找到使得代价函数最小所对应的网格点；
5.根据权利要求4所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，所述代价函数表示为：
6.根据权利要求5所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤4中代价函数的高斯-牛顿迭代式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤1中设置的观测站位于三维空间中任意位置，第i个观测站的起始位置为si1，速度为vi，i＝1,2；观测站每次观测的时间间隔为τ；累积观测总次数为k，那么第k次观测时第i个观测站的位置为sik＝si1+vi(k-1)τ，集合k次观测中第i个观测站的位置得到si＝[si1,si2,…,sik]。
3.根据权利要求2所述的基于运动累积的双站时频差定位方法，其特征在于，步骤2中第k次观测到的距离差和速度变化率差分别为rk和fk，k＝1,2…,k；所有的距离差和速度变化率差为r＝[r1,…,rk]t和f＝[f1,…,fk]t，m＝[rt,ft]t；设置噪声强度...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛迅超，唐北川，杨旭，徐屹淮，孙奕髦，杨彦兵，邓勇，刘永虎，肖柯，卿龙，王旭晖，吴思豪，苏飞宇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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