[发明专利]一种单天线单站无源定位的目标辐射源初始位置估计方法

说明书

本发明公开了一种单天线单站无源定位的目标辐射源初始位置估计方法，包括以下技术措施:(1)目标辐射源定位迭代求解和位置估计；(2)目标辐射源位置初始估计；单天线单站无源定位系统装置中，由于卫星平台运动产生多个不同位置，本发明利用TOA，估计目标辐射源初始位置，然后利用泰勒级数一次项展开降低定位迭代计算复杂度，解决快速定位收敛问题，这种单天线单站电子侦察定位体制可以大大降低系统成本、功耗、重量和体积，非常适合工程化应用。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，尤其涉及一种单天线单站无源定位的目标辐射源初始位置估计方法。

背景技术

非线性最小二乘法广泛用于位置估计有关的应用中，包括通信、雷达和电子侦察等领域，然而这种迭代估计方法对目标辐射源初始位置非常敏感，如果目标辐射源初始位置偏离真实位置较远，非线性最小二乘迭代法可能会发散，无法实现定位。传统的泰勒展开把非线性最小二乘问题转化为一阶线性近似解，这种处理会导致定位精度的下降。

在本发明中，我们提出了一种目标辐射源初始位置估计方法，同时给出一种利用泰勒一次项展开不断迭代非线性最小二乘方程组的方法，这两种方法可以获得目标辐射源位置估计的闭式解。

星载单站电子侦察无源定位系统常常采用相位干涉仪体制，多个接收天线形成具有一定几何关系的阵列流形，目标辐射源信号到达天线阵列后在各个天线单元上形成不同相位信息，再通过鉴相器提取不同天线单元相对于参考单元之间相位差信息，在基带信号处理器中利用相关或者解模糊处理后，利用相位差和来波方向方位角、俯仰角的关系，解算出目标辐射源信号的来波方向，如果知道了目标平台之间的高程差信息，就可以实现对空中目标辐射源测向定位。多天线相位干涉仪装置要求天线单元之间间隔不能过于接近，否则容易相互耦合，导致解模糊困难甚至失败，这样会产生目标辐射源虚假位置信息。另一方面，多天线阵元还会使接收机通道不一致性问题更加突出而难以解决，这些不利因素在多天线相位干涉仪测向定位装置中显得非常困难和棘手。

单天线单站无源定位系统很好地规避了这些缺点，但是这种体制需要解决两个问题，一是目标辐射源初始位置的估计，如果初始位置估计误差离真实位置相差太远，定位过程就不能保证收敛；二是定位过程快速迭代求解方法，以满足装置的实时性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种单天线单站无源定位的目标辐射源初始位置估计方法。

本发明的技术方案是：

一种单天线单站无源定位的目标辐射源初始位置估计方法，包括以下技术措施:

(1)目标辐射源定位迭代求解和位置估计；

(2)目标辐射源位置初始估计。

优选的，所述目标辐射源定位迭代求解和位置估计包括以下步骤：

设函数f(x)的一阶导数存在，即f'(x₀)≠0，在δ一个较小领域内，如果满足x∈B_c(x₀,δ)＝{x|||x-x₀||₂≤δ}，那么f(x)的泰勒级数展开可以用一次项逼近，

f(x)≈f(x₀)+(x-x₀)f'(x₀)+O(x₀) (5)

上式中O(x₀)表示x₀的高阶无穷小，若令f(x)＝0，得到下一次迭代的估计值

x₁＝x₀-f(x₀)/f'(x₀) (6)