基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，包括：將運動觀測平臺在其自身運動軌跡上獲得的運動目標信號進行波達方向(DoA)估計，得出所述運動目標的DoA不連續(xù)測量值；利用得出的DoA不連續(xù)測量值，建立目標分段直線運動模型,構(gòu)造基于二次規(guī)劃的算法，進行所述運動目標的定位，估計所述運動目標的運動軌跡。本發(fā)明可實現(xiàn)在樣本捕獲量較小的情況，仍然能夠運用單站定位技術對一個運動目標進行單站定位，并保持定位結(jié)果的精確性。
【專利說明】基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單站定位技術，具體涉及一種某單站定位系統(tǒng)，可用于對小樣本量、動目標的單站定位。
【背景技術】
[0002]目前定位的方法有很多種:時差(TDOA)無源定位、頻差(FDOA)無源定位、測向(DF)定位、測相位變化率聯(lián)合定位、混合定位，包括測向/測時差聯(lián)合定位、測向/測相位變化率聯(lián)合定位、測向/測頻聯(lián)合定位、時差/頻差聯(lián)合定位(TD0A/FD0A)等。對某種具體的定位技術體制而言，按實現(xiàn)方法還可以細分。例如測向定位，按測向定位的實現(xiàn)方法還可以細分為比幅、比相、時差、高分辨率陣列測向定位法等。
[0003]不同的定位技術體制和實現(xiàn)方法在使用上有其不同的優(yōu)缺點。比如在基于相位差變化率的定位中，由于需要利用Kalman濾波器計算相位差變化率，因此如果捕獲的樣本量小，那么相位差變化率就很難估計的準確。而在基于多普勒變化率的定位中，由于需要計算非常精細的多普勒頻移，對于復雜電磁環(huán)境而言，需要存儲大量的原始數(shù)據(jù)樣本，這在硬件上有時是不可行的。并且以往的所有單站定位算法基本上都只針對目標是靜止的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，在即使捕獲的樣本量較小的情況下，也能實現(xiàn)對運動目標的較為精確的單位定位。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供技術方案如下:
[0006]步驟1，運動觀測平臺截獲運動目標的信號；
[0007]步驟2，所述運動觀測平臺對在其自身運動軌跡上獲得的所述運動目標信號進行波達方向(DoA)估計，得出所述運動目標的DoA不連續(xù)測量值，具體實現(xiàn)步驟如下:
[0008]記t” i = O, 1，2，...，M-1表示平臺截獲到目標信號并進行了 DoA估計的時刻，Φ ” θi ” ri,分別表示在ti時刻所述運動觀測平臺觀測到的所述運動目標相對所述運動觀測平臺的方位角、俯仰角和距離在大地坐標系x-0-y中的值；所述運動觀測平臺的位置用矩陣Ppi= [Xpi ypi zPi]T表示,所述運動目標的位置用矩陣pTi = [xTi yTi zTi]T表示；則所述&時刻的方位角、俯仰角和距離在大地坐標系χ-0-y中的值、所述運動觀測平臺位置以及所述運動目標位置之間的關系表示為:
【權利要求】
1.基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，其特征在于，所述基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術的實施步驟如下: 步驟1，運動觀測平臺截獲運動目標的信號； 步驟2，所述運動觀測平臺對在其自身運動軌跡上獲得的所述運動目標信號進行波達方向(DoA)估計，得出所述運動目標的DoA不連續(xù)測量值； 步驟3，利用所述步驟2得出的所述DoA不連續(xù)測量值，建立信號模型； 步驟4，利用所述步驟3得出的信號模型構(gòu)造構(gòu)造基于二次規(guī)劃的運動目標定位，獲得所述運動目標的運動軌跡。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，其特征在于，步驟2實現(xiàn)步驟如下: 記t” i = O, 1，2，...，M-1表示平臺截獲到目標信號并進行了 DoA估計的時刻，Φ ” Θ ” r,分別表示在ti時刻所述運動觀測平臺觀測到的所述運動目標相對所述運動觀測平臺的方位角、俯仰角和距離在大地坐標系x-0-y中的值；所述運動觀測平臺的位置用矩陣Ppi= [Xpi yPizPi]T表示,所述運動目標的位置用矩陣pTi = [xTi yTi zTi]T表示；則所述ti時刻的方位角、俯仰角和距離在大地坐標系x-0-y中的值、所述運動觀測平臺位置以及所述運動目標位置之間的關系表示為:
3.根據(jù)權利要求1所述的基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，其特征在于，所述步驟3中，利用所述DoA不連續(xù)測量值建立的信號模型為目標分段直線模型，實現(xiàn)步驟如下: 將所述運動目標的運動軌跡按照ti時刻劃分成若干段，并且假設在每段上，所述運動目標是勻速直線運動，速度為vTi = [VxiVyiVzi]τ，且此速度小于某個極限值； X = [r0...r(m-1)...vtt ptto]t為目標與平臺之間的距離、目標速度和目標初始位置的矩陣，其矩陣大小為(M+6)X1 ;pP=[ptpo... ptp(m-1)t為所述運動觀測平臺位置矩陣，其大小為3MX1，則 所述運動觀測平臺位置估計值與理論值的誤差e表示為: 矩陣B為:
4.根據(jù)權利要求1所述的基于二次規(guī)劃的運動目標單站定位技術，其特征在于，所述步驟4中利用所述步驟3得出的信號模型構(gòu)造的基于二次規(guī)劃的運動目標定位為:
【文檔編號】G06F19/00GK103886192SQ201410093019
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2014年3月13日
【發(fā)明者】鮑丹, 武斌, 秦國棟, 蔡晶晶, 李鵬, 吳日恒, 張騰 申請人:西安電子科技大學昆山創(chuàng)新研究院, 西安電子科技大學, 山東航天電子技術研究所