[发明专利]一种基于外定界椭球集员估计的纯方位目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于外定界椭球集员估计的纯方位目标跟踪方法，其特征在于，包括：

根据机动目标的运动状态，建立包含过程噪声的机动目标运动模型，获得机动目标在二维平面内的随时间变化的状态参数；

通过获得的状态参数，建立包含量测噪声的双基阵量测方程模型，获得角度量测信息；

获得角度量测信息后，通过外定界椭球集员估计方法和区间分析方法，构造出量测噪声椭球模型，以获得量测噪声椭球；

得到量测噪声椭球后，通过外定界椭球集员估计的量测更新，建立与最优加权参数有关的机动目标跟踪量测方程，以获取机动目标状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动目标跟踪量测方程中的最优加权参数λ_k通过如下公式获得：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得量测噪声椭球包括如下步骤：

根据获得的角度量测信息，通过外定界椭球集员估计的时间更新，获取包含时间更新椭球的机动目标跟踪的状态方程；

获取机动目标跟踪的状态方程后，基于外定界椭球集员估计方法，建立有界噪声条件下的双基阵机动目标跟踪量测递推模型；

根据双基阵机动目标跟踪量测递推模型，采用区间分析方法构造量测噪声椭球模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包含过程噪声的机动目标运动模型如下：

其中，为k时刻目标的状态，x_k、y_k为目标在二维平面直角坐标系中的位置、为目标沿二维平面直角坐标系两个坐标轴方向的速度，为目标沿二维平面直角坐标系两个坐标轴方向的加速度；

其中，F_k-1是状态转移矩阵：T为采样间隔。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包含量测噪声的双基阵量测方程模型如下：

其中，θ_i,k(i＝1,2)是双基阵的方位测量角，x_i,k和y_i,k(i＝1,2)分别代表双基阵传感器的位置坐标，x_S,k和y_S,k为目标的位置坐标，v_k为量测噪声。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过外定界椭球集员估计的时间更新，获取机动目标跟踪的状态方程采用如下公式：

其中，p_k为时间更新最优参数，p_k∈(0,1)，为时间更新椭球半径，且为上一时刻量测更新椭球半径；P_k|k-1为时间更新椭球，P_k-1为上一时刻量测更新椭球。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，建立有界噪声条件下的双基阵机动目标跟踪量测递推模型，包括如下步骤：

根据双基站传感器的测角误差，获得量测集合，形成外包时间更新椭球与量测集合的交集的量测更新椭球。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用区间分析方法构造量测噪声椭球模型包括如下步骤：

用区间分析方法构造椭球，使椭球外包线性化量测方程后所产生的线性化误差；

将构造的椭球与量测更新椭球进行直和，以形成量测噪声椭球。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，线性化量测方程可得：

其中，为量测函数h(·)的梯度，为高阶项，即线性化误差；

其中，定义区间变量每个状态分量所位于的不确定区间为：

其中，的上标i和j表示矩阵的第(i,j)个元素。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，通过外定界椭球集员估计的量测更新，建立与最优加权参数有关的机动目标跟踪量测方程，以获取机动目标状态，通过如下公式计算：

其中，为对机动目标的位置跟踪，参数λ_k∈(0,1)，H_k为线性化后的量测矩阵，K_k为滤波增益矩阵，δ_k为滤波残差，λ_k为量测更新最优参数。