[发明专利]一种时钟偏差下多发多收外辐射源雷达双基距定位方法

说明书

本发明公开了一种时钟偏差下多发多收外辐射源雷达双基距定位方法。本发明首先根据包含系统偏差和量测误差下的多发多收外辐射源雷达双基距量测方程进行线性化处理，选择目标距接收站的距离为辅助变量，构造目标位置和双基距系统偏差联合估计线性模型。通过多阶段加权最小二乘算法消除忽略辅助变量与目标位置的关联对目标定位影响，提高目标位置和双基距系统偏差联合估计的精度。最后，利用双基距系统偏差对双基距量测值进行校正，进行后验迭代，进一步提高目标定位性能。

技术领域

本发明属于雷达数据处理领域，具体涉及一种时钟偏差下多发多收外辐射源雷达双基距定位方法。

背景技术

外辐射源雷达利用第三方非合作信号源(如手机通讯信号、电视广播信号和敌方雷达信息等)探测目标，通过接收站(也称观测站)接收来自目标散射第三方辐射源发射的信号和直达波信号，采用相干处理获得信号的到达的时差(TDOA)。多发多收体制下外辐射源雷达定位系统TDOA量测可转化为多个辐射源-接收源组合下的双基距(BR)，融合多组BR量测得到目标的位置。

目前，基于双基距的外辐射源定位问题得到了广泛研究，主要集中在一些特殊的简化场景，包括单站多外辐射源场景、多站单外辐射源。基于最大似然估计(ML)的直接定位方法和最优线性无偏估计(BLUE)方法可以获得最优估计，但ML算法计算量大，而BLUE算法受初值影响大。Noroozi等针对多发多收外辐射源雷达提出了基于加权最小二乘和基于分组的两步加权最小二乘算法。赵勇胜等相继提出一种三步加权最小二乘算法和约束加权最小二乘算法。

上述估计方法均假设获得的BR量测是无偏的。而实际外辐射源雷达系统中，由于外辐射源(第三方)是非合作的，外辐射源与接收站之间时钟不同步，从而使得外辐射源雷达量测信息存在时钟偏差，使得BR量测存在固定系统偏差，将会影响目标定位性能。在时钟偏差下如何实现多发多收外辐射源雷达定位是外辐射源雷达系统数据处理的一项关键技术。

发明内容

本发明考虑时钟偏差的影响，针对多发多收外辐射源雷达网，提出了一种多发多收外辐射源雷达双基距定位方法，通过多步迭代优化联合估计目标位置和BR系统偏差，实现对误差校正和目标的精确定位。

本发明方法的具体步骤是：

步骤1.外辐射源雷达接收站接收来自目标散射第三方辐射源发射的信号，将TDOA量测转化为目标距外辐射源和距雷达接收站的双基距量测信息。

步骤2.选择目标距接收站的距离为辅助变量合理将非线性双基距量测方程转化为伪线性方程，建立双基距量测与目标位置和BR系统偏差之间的线性估计模型h＝Aξ+Be；

步骤3.采用加权最小二乘算法得到目标位置和BR系统偏差的联合估计值其中W＝E[ee^T]＝(BQB)^-1。

步骤4.考虑辅助变量与目标位置的关联性，引入中间变量考虑步骤3估计值的误差，构建线性估计模型h₁＝A₁ξ₁+B₁Δξ，并采用加权最小二乘算法求解，得到目标位置和BR系统偏差的联合估计其中W₁＝E[ΔξΔξ^T]＝(A^TWA)^-1。

步骤5.根据中间变量ρ_p与目标位置的约束关系，考虑步骤4估计值的误差，建立线性估计模型h₂＝A₂ξ₂+B₂Δξ₁；采用加权最小二乘算法求解得到估计其中W₂＝E[Δξ₁Δξ₁^T]＝(A₁^TW₁A₁)^-1；对进行开方运算，得到目标位置的估计。