[发明专利]一种用于提高基线定位稳健性的时延估计修正方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种用于提高基线定位稳健性的时延估计修正方法和系统，该方法利用测向解算模型分别获得测向对时延估计精度的容忍度和测向解算模型对随机噪声的容忍度，并相应得到第一、第二时延估计区间；由这两个区间得到第三时延估计区间；由第二测量维度的时延估计所对应的角度测量值和阵列关系获得第一测量维度对应的测向估计值；由该测向估计值获得第一测量维度的时延估计值，利用该时延估计值对第一测量维度的接收信号进行修正。本发明的修正方法在不增加基线孔径、模型复杂度的情况下，提高了低信噪比环境下的基线定位测向稳健性。

技术领域

本发明属于定位导航领域,具体涉及一种用于提高基线定位稳健性的时延估计修正方法和系统。

背景技术

在水声、空气声、电磁、射电等领域的主、被动的基线定位系统中，测向、测距以及信号参数测量等的核心技术之一是信号的时延估计。

时延估计算法是对直线阵、平面阵或立体阵中的不同阵元间的接收信号的时延差进行估计，再输入具体的测向解算模型中以完成测向、测距，或在部分运动成像设备中完成运动补偿等信号处理的任务。

常用的时延估计方法有以互谱法为代表的相关类时延估计算法以及各种自适应时延估计算法等。

实际应用中，在计算资源有限、阵列孔径有限，设备成本限制的情况下，经常面临低信噪比环境下随机噪声的干扰，从而导致了时延估计精度和稳健性下降，进而影响了测向、测距等和时延估计紧密关联的信号处理的稳健性。

发明内容

本发明实施例提供一种用于提高基线定位稳健性的时延估计修正方法和系统用以解决时延估计精度和稳健性低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种用于提高基线定位稳健性的时延估计修正方法，该方法包括：

利用测向解算模型获得测向在不同方向或不同时延区间内对时延估计精度的容忍度，记为第一容忍度，根据所述第一容忍度获得第一时延估计区间；

采用时延估计算法获得测向解算模型对随机噪声的容忍度，记为第二容忍度，根据所述第二容忍度获得第二时延估计区间；

根据所述第一时延估计区间和所述第二时延估计区间得到第三时延估计区间；当第一测量维度对应的时延估计值τ_{bad_y}处于第三时延估计区间外时，对处于该第三时延估计区间内的第二测量维度的时延估计所对应的角度测量值θ_{good_x}给予第二置信度，利用第二测量维度的时延估计所对应的角度测量值θ_{good_x}和阵列的几何关系获得第一测量维度对应的测向估计值θ_{good_y}；

根据第一测量维度对应的测向估计值θ_{good_y}获得第一测量维度的时延估计值τ_{good_y}，利用该第一测量维度对应的时延估计值τ_{good_y}对第一测量维度的接收信号进行修正；

其中，所述第二置信度大于第三时延估计区间的初始置信度。

进一步的，所述采用时延估计算法获得测向解算模型对随机噪声的容忍度包括以下子步骤：

设置接收信号的参数；

利用所述测向解算模型，并采用时延估计算法对不同方向的接收信号进行仿真和统计得到所述测向解算模型对随机噪声的容忍度；

其中，所述接收信号的参数包括：信号的频率范围、采样频率、采样精度、随机噪声类型和典型信噪比。

进一步的，利用互谱法和/或自适应时延估计方法获得测向解算模型对随机噪声的容忍度。

进一步的，所述第三时延估计区间是通过将所述第一时延估计区间和所述第二时延估计区间取交集所获得的。