TOA/TDOA模式下设置模式被动定位制造技术

本发明专利技术致力于解决与ＴＯＡ（到达时间）或ＴＤＯＡ（到达时间差）模式下的目标被动定位相关的问题。本发明专利技术涉及ＴＯＡ／ＴＤＯＡ模式下设置模式被动定位。在ＴＯＡ或ＴＤＯＡ模式中被动定位目标的方法实施网格化（细分）成定位区域所在的空间块的过程。迭代地分析形成该网格的块集。在每次迭代时，将相关的每个块细分成更小的相同子块。根据本发明专利技术，相关块是要确定其形状的包括至少一个属于被寻找定位区域的点的块。当在当前迭代获得的子块大小对应于期望分辨率时，停止迭代过程。本发明专利技术尤其适用于包括实施ＴＯＡ和ＴＤＯＡ模式或混合模式的模块的２Ｄ或３Ｄ定位系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术致力于解决与TOA(到达时间)或TDOA(到达时间差)模式下的目标被动定位相关的问题。 对于TOA而言，本专利技术通过在同一个接收机上分析一个或多个发射机发射并被目标反射的波的到达时间，从而能够定位任何目标。 对于TDOA而言，本专利技术通过测量同步且在空间中分散的若干接收机上的发射波的到达时间差异，从而能够定位发射目标。 本专利技术更具体而言(但非排他地)涉及被动雷达领域。 利用其一般性质，本专利技术还解决了所有的模式组合(多个TOA、多个TDOA、甚至混合的TOA/TDOA)问题。
技术介绍
无论在TOA或TDOA模式中，被动定位(passive location)方法的基本原理都是通过使用由不同信息源同时供应的信息来确定目标的定位。 在TOA模式，或“到达时间”模式中，人们的兴趣集中在由一个或多个发射机发射的信号以及由目标反射的相同信号上。对于给定发射机而言，使用正向路径(发射机-＞接收机)和反射路径(发射机-＞目标-＞接收机)之间的延迟测量值定义采取椭圆形或椭球体形式的定位曲线(或者，如果在3D中处理问题，则为定位表面)。 于是，如果同时分析若干发射机，且如果有能力接收正向和反射路径，则能够确定通过确定不同定位曲线/表面相互相交的点/区域来寻求的目标定位。 在TDOA模式或“到达时间差”模式中，兴趣集中在借助若干同步的接收机(至少两个)，即主接收机和一个(或多个)辅助接收机定位发射目标。如在TOA模式中那样，然后根据测量源于目标且在不同时刻到达每个接收机的不同信号之间的延迟建立的定位曲线(双曲线或双曲面)从几何学上确定发送目标的定位。 被动定位导致的问题之一源于考虑到接收机提供的测量值的不确定性。在实践中，为了生成目标的精确定位，必需要尽可能精确地知道与影响测量的不确定性兼容的定位区域。因此，定位曲线位于现实定位区域中，每个区域位于两个极端曲线之间，其间距取决于接收机的精确度。以这种方式，在实践中，利用若干发射源(TOA模式)或若干接收机(TDOA模式)理想获得的不同定位曲线的交点被这些点所在的相交区域替换。 然后，搜索与测量兼容的定位区域首先涉及对所述区域进行数学表征，随后在相关空间(即，寻求目标存在的空间)中搜索它们。 用于进行这种搜索的通常方法一般是网格方法，其涉及对寻找目标的所有空间，即大到足以包含不确定性区域的空间进行细微的网格化(meshing)，并系统分析每个网格以检查其是否属于定位区域。还有最小二平方型甚至概率统计方法的代数方法，其复杂性(因此其实施的复杂性)随着信息源数量增大而增大。除了网格方法之外，这些方法中的没有任一种提供了精细地恢复与测量误差相关联的不确定性区域的方法(它们仅给出误差椭圆或椭球)。此外，网格方法需要大计算能力以充分快地处理每个网格并充分快地确定定位区域。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是在分辨率(resolution)方面受益于网格处理的优点，而不受其缺点影响。 为此，本专利技术的一个主题是一种在TOA或TDOA模式中被动定位目标的方法，该方法将初始空间(要在其中定位目标)连续细分(subdivision)成块。迭代地分析块集。在每次迭代时，将相关的每个块细分成更小的相同子块。根据本专利技术，相关块是包括至少一个属于被寻找定位区域的点的块。当在当前迭代获得的子块大小(分辨率)对应于期望分辨率时，停止迭代过程。 该过程得到的块集提供了对寻找的定位区域形状的近似(如果后者存在于初始空间中的话)。 更具体而言，其主体是一种在TOA或TDOA模式中被动定位目标的方法，该方法对初始空间(要在其中定位目标)连续细分成块并在每个块中搜索属于被寻找定位区域的点的存在。本专利技术的特征还在于，细分和搜索是以迭代步骤的形式对所选候选块执行的，每次迭代都修改所选候选块，因此在每次迭代时，搜索完成前次迭代时获得的所选块以找到包含至少一个属于被寻找定位区域的点的块。随后从所选块排除不包含任何点的块，而将包含至少一个点的块再次细分成子块并在所选块中被适当形成的子块替换。在每次迭代获得的所选块以每次迭代都增大的分辨率界定定位区域。 根据本专利技术，当形成所选块的子块以期望分辨率界定所述定位区域时，停止所述迭代。 根据本专利技术的方法还包括初始化步骤，其中，定义对应于“先验”搜索空间的第一块，这一块构成初始所选块。 根据优选实施例，根据本专利技术的方法主要包括 -初始化步骤，其中，定义对应于先验搜索空间(priori searchspace)且导致由块形成的初始列表的L00形成的第一块， -迭代步骤，包括 -将当前列表L0i-1的每个块细分成四个相邻的子块、、和， -从适当构成的子块中搜索并选择包含至少一个形成所述定位区域的一部分的点的子块， -更新当前列表以获得列表L0i，其中 -a)删除未选择任何子块的块， -b)用所选的子块替换其他块， 迭代步骤还包括比较构成列表L0i的块大小 的操作，在大小 大于期望分辨率对象Δobj时停止该方法。 根据本实施例，如果块的至少一个点满足如下定义的标准，则选择该块 -在″TOA 2D″模式中，0∈J()且 -在″TDOA 2D″模式中，0∈J()且 -在″TOA 3D″模式中，0∈J()且 -在″TDOA 3D″模式中，0∈J()且 本专利技术依赖于用于定位目标的设置模式方法。由间隔对从各种传感器导出的测量值建模(即它们包括有限的误差)。知道这些测量值之后，本专利技术使用基于特别(ad hoc)设置模式标准的迭代过程(即TOA/TDOA单/多传感器，取决于问题)找到并接近期望的分辨率，并找到并接近考虑到测量值可能包含目标的所有空间区域。在本专利技术提供了定位问题的方案集的意义上，定位是设置模式(即，确保一组目标定位包含目标的真实定位)。 与网格方法不同的是，不需要对所有空间进行网格化，本专利技术中使用的迭代过程能够直接聚焦于感兴趣的区域上。 附图说明 从接下来的说明书将更好地理解本专利技术的特征和优点，说明书通过作为非限制范例的特定实施例并基于附图解释了本专利技术，在附图中 -图1示出了用于实施TOA模式的典型单发射机几何配置； -图2是在具有三个发射源的TOA模式中理想获得的定位曲线集的示意图； -图3示出了用于实施TDOA模式的典型二接收机几何配置； -图4是在具有三个辅助接收机的TDOA模式中理想获得的定位曲线集的示意图； -图5是在具有一个发射源的TOA模式中实际获得的定位区域示意图； -图6是在具有一个接收机的TDOA模式中实际获得的定位区域的示意图； -图7是根据本专利技术的方法的理论流程图； -图8示出了将根据本专利技术的方法应用于具有单发射机系统的TOA 2D模式的例示； -图9示出了将根据本专利技术的方法应用于具有单个辅助接收机系统的TDOA 2D模式的例示； -图10示出了将根据本专利技术的方法应用于具有双发射机系统的TOA 2D模式的例示；以及 -图11示出了将根据本专利技术的方法应用于具有双辅助接收机系统的TDOA 2D模式的例示。 具体实施例方式 首先关注图1，图1示意性地示出了TOA定位模式的理想操作原理。为了让解释清楚明晰，这里示出的模型是对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在ＴＯＡ或ＴＤＯＡ模式中被动定位目标的方法，所述方法实施网格化（细分）成定位区域所在的空间块的过程，以及在每个块中搜索相关的这一定位区域的存在或属于相关的这一定位区域的点的过程，其特征在于，所述细分和搜索是以迭代步骤的形式对候选块的选择进行的，在每次迭代都对所述候选块的选择进行修改，使得在每次迭代时，搜索在完成前一次迭代时获得的所述选择的块，以找到包含属于所述定位区域的至少一个点的块，接下来从所述选择中排除掉不包含任何点的块，而包含至少一个点的块被再细分成子块并在所述选择中用适当形成的子块替换，每次迭代时获得的所述选择以每次迭代都增大的精确度界定所述定位区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿拉姆，E德格拉蒙，
申请(专利权)人：塔莱斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]