[发明专利]一种多输入多输出雷达近场定位算法

摘要

本发明公开了一种多输入多输出雷达近场定位算法，首先采用chan算法的思想，进行第一次加权最小二乘法估计；然后定义一个新的残差矩阵，进行第二次加权最小二乘法估计；最后将第二次估计的结果初值代入泰勒算法中，进行迭代处理，直至输出定位结果小于设定的最小阈值。本发明能够实现近场目标的精确定位，适用于MIMO雷达近场定位系统。

主权项

1.一种多输入多输出雷达近场定位算法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：采用chan算法的思想，进行第一次加权最小二乘法估计；步骤一的具体步骤如下：步骤101：建立定位模型，计算目标到发射机的距离：在二维笛卡尔坐标中，假定目标位置为(x,y)；发射雷达个数为M，坐标为(xtk,ytk)，k＝1,2…M，发射机发射正交信号；接收雷达个数为N，坐标为(xrl,yrl)，l＝1,2...,N，指定第N个接收机为参考接收机，其坐标为(xrN,yrN)；当前模型中，目标到达接收机N的距离为：目标到各发射机的距离为：步骤102：进行第一次加权最小二乘法估计，估算目标位置：定义dtk与dtN之间的距离差为dkN，且考虑噪声的影响，当获得差分到达时间参数τk时，得其中，c为电磁波在空间传播的速度3×10⁸m/s；误差n_k是i.i.d，均值为0，方差为σ²，服从高斯随机分布；为平均噪声且是i.i.d，服从将等式(3)两侧分别平方，可得：w＝b‑Aa    (4)其中，a＝[x y d_kN]^T；b＝[b₁ b₂ ... b_M]^T，表示Schur积，B＝diag{d_t1,d_t2...d_tM}；表示误差矢量为：ψ＝BQB    (5)因噪声是i.i.d，故其中，I为单位矩阵；假设a中的元素是独立的，通过最小二乘法进行目标位置的估计，结果为由(7)式可得到第一次加权最小二乘法估计的目标位置；步骤二：定义一个新的残差矩阵，进行第二次加权最小二乘法估计；步骤二的具体步骤如下：定义一个新的残差矩阵ε：ε＝h‑Gθ    (8)其中，分别为等式(7)中中的元素，利用加权最小二乘法结合(8)式，可得其中，ψ₁＝[ε ε^T]，由此求出优化的解；步骤三：将步骤二估计的结果初值代入泰勒算法中，进行迭代处理，直至输出定位结果小于设定的允许误差。