一種多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的設(shè)計

一種多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的設(shè)計

獲得原采頂層模型的航跡起始為了解決雷達系統(tǒng)面臨的四個威脅，廣泛使用了基于多站和非源的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因為多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的航跡起始有其自身的特點,其獲得的目標(biāo)位置信息精度較低,但是可以獲得有源定位系統(tǒng)無法得到的輻射源特征信息,如工作頻率、脈寬和脈內(nèi)特征等。如何綜合利用上述信息,揚長避短,實現(xiàn)有效的航跡起始,得到既有位置信息,又有輻射源特征信息的初始航跡,是多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)航跡起始中必須考慮的問題。本文對多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)航跡起始問題的特點進行了分析,采用了有源定位系統(tǒng)航跡起始邏輯法的一步外推思想,對無源觀測數(shù)據(jù)進行外推,定義多維相關(guān)波門進行關(guān)聯(lián)檢驗,形成同時包含有源位置信息和輻射源特征信息的初始航跡。1多站無源檢測方法常見的多站無源定位主要有交叉測向定位和時差定位兩種方式2種多站無源航跡起始方法傳統(tǒng)的多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的航跡起始方法是采用最小二乘法求出目標(biāo)位置后,用有源定位系統(tǒng)的航跡起始方法,進行基于目標(biāo)位置的航跡起始。這種做法,忽略了多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的航跡起始問題自身的特點:①多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)可以獲得目標(biāo)輻射源特征參數(shù),在航跡起始時應(yīng)該將這些參數(shù)作為關(guān)聯(lián)判定的標(biāo)準(zhǔn);②由于多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)目標(biāo)位置測量精度較低,在目標(biāo)航跡起始完成后應(yīng)該有針對目標(biāo)位置參數(shù)的航跡平滑過程。本文針對上述2個特點,在有源定位系統(tǒng)邏輯法基礎(chǔ)上,提出了一種多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)的航跡起始方法,具體步驟如下:(1)系統(tǒng)對初始多維相關(guān)波門包括基于位置參數(shù)的初始相關(guān)波門和基于輻射源參數(shù)的初始相關(guān)波門?；谖恢脜?shù)的初始相關(guān)波門為速度波門,定義為:如果下式成立,≤則判定根據(jù)參數(shù)種類劃分,基于輻射源參數(shù)的初始相關(guān)波門有多種,這里只列舉3種波門:頻率初始相關(guān)波門、脈寬初始相關(guān)波門、脈內(nèi)特征初始相關(guān)波門。頻率初始相關(guān)波門定義為:如果下式成立,|則判定|則判定=0(4)則判定(2)將已建立的可能航跡外推,建立后續(xù)多維相關(guān)波門,對=(根據(jù)=則判定基于輻射源參數(shù)的后續(xù)相關(guān)波門根據(jù)參數(shù)種類可分為頻率后續(xù)相關(guān)波門、脈寬后續(xù)相關(guān)波門、脈內(nèi)特征后續(xù)相關(guān)波門等。頻率后續(xù)相關(guān)波門定義為:如果||(9)3個關(guān)系式的其中之一,則判定為關(guān)聯(lián)。其中,||2個關(guān)系式的其中之一,則判定為關(guān)聯(lián)。其中,=0(12)則判定為關(guān)聯(lián)。后續(xù)多維相關(guān)波門同樣是以上各個后續(xù)相關(guān)波門的并集,即若(3)如果(4)繼續(xù)上述的步驟,按設(shè)某個已經(jīng)完成起始的航跡為(達到最小。于是有:上式是一個線性方程組,其解為(5)在歷次掃描采樣中,均未落入相關(guān)波門內(nèi)參與航跡相關(guān)判定的那些量測均做為新的航跡頭,轉(zhuǎn)步驟(1)。3計算機模擬多站無源聯(lián)合定位系統(tǒng)由3個無源觀測站組成。無源觀測站1位置為(14)確定出(1)基于信號關(guān)聯(lián)規(guī)則的虛假航跡仿真設(shè)定為密集雜波環(huán)境。取將圖3與圖4對比,發(fā)現(xiàn)圖4的虛假航跡明顯小于圖3的虛假航跡。這是因為本文的算法利用輻射源特征信息構(gòu)造多維波門進行關(guān)聯(lián)判定,減少了產(chǎn)生虛假航跡的可能性。另外,由于在航跡起始完成后采用基于最小二乘法的直線擬合方法作平滑處理,減小了航跡與目標(biāo)真實位置之間的誤差。(2)系數(shù)模型的測試為了說明本文算法的有效性,基于Monte-Carlo仿真引入航跡起始評價指標(biāo)(15)其中,目標(biāo)·其中,在上述仿真條件不變的情況下,進行了100次Monte-Carlo實驗,所得結(jié)果如表2所示:通過表2的Monte-Carlo實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計,可以得出以下結(jié)論:①兩種算法的目標(biāo)正確起始概率相差不大,但本文算法的虛假航跡起始概率明顯小于傳統(tǒng)的基于目標(biāo)位置的邏輯法,進一步說明了本文算法的優(yōu)越性。②由于需要利用輻射源參數(shù)構(gòu)造多維波門進行關(guān)聯(lián)判定,所以本文算法計算量較大,運行時間較長,其實時性稍