[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

摘要

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。

主权项

1.一种时钟偏差下多发多收外辐射源雷达双基距定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：在多发多收外辐射源雷达网中，包括M个外辐射源、N个接收站和P个目标；第m个外辐射源的位置为第n个接收站的位置为第p个目标的位置为利用多个接收站接收来自目标散射的第三方辐射源发射的信号，得到双基距量测如下其中，u_m,n,p为目标p距外辐射源m和接收站n的距离之和；为外辐射源m距目标p的距离，为接收站n距目标p的距离；δ_m,n＝ct_m,n为双基距系统误差，t_m,n为时钟偏差，c为信号的传播速度；e_m,n,p为双基距量测噪声，为独立的高斯零均值白噪声；步骤2：引入辅助变量将非线性方程式(1)转化为伪线性方程；具体形式如下其中，建立目标位置和系统偏差联合估计的伪线性模型如下h＝Aξ+Be                             (3)其中，e＝[e_1,1,1 … e_M,N,P]^T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；步骤3.1：采用最小二乘法粗略估计目标的位置和系统误差，将其代入矩阵B，计算权重W＝(BQB)^‑1；步骤3.2：采用加权最小二乘估计算法得到目标位置和BR系统偏差的联合估计值步骤3.3：根据一阶小扰动分析，计算估计误差协方差cov(Δξ)＝(A^TWA)^‑1；步骤4.针对步骤3的估计结果，考虑辅助变量与目标位置的关联约束，构建关联最小二乘估计模型并采用加权最小二乘算法优化求解；步骤4.1：将辅助变量与目标位置的约束关系两边平方并移项，考虑步骤3估计值误差其中为辅助变量的估计值，为辅助变量的估计误差，可得同时考虑目标位置估计误差约束其中为目标位置估计值，Δx_p、Δy_p为目标位置估计误差；令构建线性估计模型如下h₁＝A₁ξ₁+B₁Δξ                         (5)其中，ξ₁＝[x₁ y₁ ρ₁ … x_P y_P ρ_P δ_1,1 … δ_M,N]^T步骤4.2：采用加权最小二乘估计算法得到目标位置和BR系统偏差的联合估计值其中W₁＝cov(Δξ)＝(A^TWA)^‑1；步骤4.3：根据一阶小扰动分析，计算估计误差协方差cov(Δξ₁)＝(A₁^TW₁A₁)^‑1；步骤5.针对步骤4的估计结果，考虑中间变量ρ_p与目标位置的关联约束，构建关联最小二乘估计模型并采用加权最小二乘算法优化求解；步骤5.1：考虑中间变量ρ_p与目标位置的约束关系以及步骤4估计值误差选择目标位置平方项和以及双基距系统误差δ_m,n作为变量，构建线性估计模型如下h₂＝A₂ξ₂+B₂Δξ₁                         (6)其中，步骤5.2：采用加权最小二乘估计算法得到估计值其中W₂＝cov(Δξ₁)＝(A₁^TW₁A₁)^‑1；步骤5.3：根据步骤5.2得到目标p的位置的平方和对其进行开方运算，可得其中，sgn(·)为符号函数；其目的是为了消除开方运算过程中出现的正负符号模糊的状况；步骤6.将BR系统偏差估计值代入双基距量测方程,对双基距量测进行校正；第i+1次迭代BR量测信息为：式中，为第i次校正后BR量测值，为第i次BR系统偏差估计结果；基于校正后BR量测进行目标定位，转步骤2；上述过程迭代进行，直至系统偏差估计迭代停止。