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专利号: 2018103932985
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于CTLS的外辐射源雷达网双基距误差配准方法,在外辐射源的雷达网系统中,利用接收站获得的双基距信息进行系统误差配准,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1:在多发单收外辐射源雷达网中,包括M个外辐射源和一个接收站,利用接收站接收多个目标的量测,得到双基距信息其中,um,p表示发射源m和接收站构成的外辐射源雷达系统对目标p测量的双基距离;接收站位于原点(0,0),发射源个数为M,第m个发射源的坐标向量为qm=(xm,ym);P个目标,第p个目标的坐标向量为 δm表示为发射源m和接收站构成的外辐射源雷达系统的双基距系统误差;em,p表示为发射源m和接收站构成的外辐射源雷达系统对目标p测量的双基距离量测误差,假设em,p为独立的高斯零均值白噪声;

步骤2:在双基距量测模型中引入中间变量 忽略量测噪声em,p的影响,将公式(1)转化为伪线性方程,形式如下其中,

将式(2)写成矩阵形式,具体如下

其中,

步骤3:采用迭代最小二乘法获得目标位置和系统误差的估计值;

步骤3.1:初始化,令迭代次数k=0,系统误差估计初值 m=1,...,M;目标距观测站距离估计初值 p=1,…,P;

步骤3.2:令k=k+1,将初始化值带入式(3)中系数矩阵 采用最小二乘法求得估计值即得到目标位置估计值 目标距观测站距离估计值 p=1,2,…,P和系统误差估计值 m=1,...,M;

步骤3.3:判断 若不满足,则转步骤3.2;否则,迭代停止,得到目标位置和系统误差的初始估计值 ε1为阈值;

步骤4:考虑量测误差对 和 的影响,将双基距系统误差伪线性方程式(3)中 和噪声分量提取出来,构造基于约束总体最小二乘估计的形式;

步骤4.1:同时考虑量测误差对 和 的影响,对式(3)进行一阶泰勒展开,并忽略二阶及以上误差项,得到式中, E=[e1,...,eM,P],el为第l次的量测噪声,L为X向量的长度,1≤i≤L;

步骤4.2:构建误差配准模型为一个约束总体最小二乘估计模型,具体如下:步骤4.3:将有约束的优化问题式(6)转化为如下无约束优化问题形式其中,f(X)为目标函数, C=[H Z],xb为X向量的第b个分量;

步骤5:利用迭代牛顿算法对式(7)求解,得到其中,n为迭代次数,X(n)为第n次迭代的待估参数;Hn为f(X)的海塞矩阵,Tn为f(X)的梯度向量,具体求解如下:

步骤5.1:令将步骤3得到的目标位置和系统误差估计值 作为初始值,即n=0,n表示迭代次数;

步骤5.2:令n=n+1,采用迭代牛顿算法求解公式(8),得到新的目标位置和系统误差估计值X(n),即目标位置估计值 距离估计值 p=1,2,…,P和系统误差估计值 m=1,...,M;

步骤5.3:判断 满足条件,迭代停止,得到目标位置和系统误差的估计值 否则,转步骤5.2,ε2为阈值;

步骤6:在基于CTLS的估计值 的基础上,考虑待求变量之间的关联性,采用相关最小二乘算法对步骤5的估计值 进行改进,具体如下:步骤6.1:选择 p=1,…,P和系统误差δ=[δ1 δ2...δM]T作为变量,考虑变量之间的关联性 构建系统误差配准模型,将基于CTLS的估计值带入系数矩阵B'和Z',得到

Z'=H'X'+B'△X                (9)其中,

步骤6.2:对上述式(9)采用加权最小二乘,得到目标位置的平方项 和系统误差 具体计算如下:X'LS=(H'TW'-1H')-1H'TW'-1Z'               (10)其中,

步骤6.3:根据步骤6.2估计得到的目标位置的平方项 p=1,...,P,对其开方,在二维空间得到目标位置 的4个候选值,从中选择最佳目标位置估计值具体如下T T

其中, up=[u1,p  u2,p...uM,p] ,δ=[δ1 δ2 ...δM] ,up表示接收站得到各

个发射源对目标p的量测信息,dp表示各个发射源到目标p再到接收站的双基距估计值;

最终,得到双基距系统偏差估计 和目标位置估计