[发明专利]纯方位无源定位中一种测角误差估计方法

说明书

本发明公开了一种纯方位无源定位中一种测角误差估计方法，它涉及无源定位技术领域。包括以下步骤：步骤1：对量测方程进行一阶泰勒级数展开，得到纯方位定位方程；步骤2：对定位方程进行循环迭代，得到目标位置的加权最小二乘估计，进而获得方位角估计误差。本发明的定位方程中含有测角误差项，因此可以有效提高测角误差的估计精度，特别是在测角误差较大时效果非常明显；将该方法获得的测角误差应用到加权或偏差补偿定位算法中，可有效提高算法的定位精度。

技术领域

本发明涉及的是无源定位技术领域，具体涉及一种纯方位无源定位中一种测角误差估计方法，适用于多固定传感器、单运动目标或单运动传感器、单固定(或运动)目标的纯方位定位场景中对测角误差的估计。

背景技术

无源定位技术具有隐蔽性能好、生存能力强等特点，使其广泛应用于诸如电子战、无源声纳等军、民定位场景。在仅利用目标方位信息进行的纯方位定位技术中，由于测角误差可以用来计算加权矩阵或者构建偏差补偿定位算法，进而显著提高原算法的定位精度，因此对于测角误差的估计在纯方位无源定位中是一项非常关键的技术。

目前，常用的测角误差估计方法是首先获得目标位置的估计值，然后重新计算该估计位置与各传感器间的方位角，并作为各传感器方位角的真实值；最后将方位角测量值与重新计算值之差作为方位角的估计误差。仿真结果表明，该方法严重依赖于目标位置的估计精度；且将其应用到加权矩阵的计算或者构建偏差补偿定位算法时，效果并不理想。这是由于应用该方法估计测角误差时，由于算法的定位方程中并没有测角误差项，因此严格讲该方法获得的测角误差仅是间接计算值而非估计值。如果在纯方位定位方程中含有测角误差项，则可以有效提高测角误差的估计精度，进而有效提高加权定位算法、偏差补偿定位算法的定位精度。

综上所述，本发明设计了一种纯方位无源定位中一种测角误差估计方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种纯方位无源定位中一种测角误差估计方法，解决现有估计方法严重依赖目标位置的估计值，且估计精度不高的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：纯方位无源定位中一种测角误差估计方法，包括以下步骤：

步骤1：对量测方程进行一阶泰勒级数展开，得到纯方位定位方程；

步骤2：对定位方程进行循环迭代，得到目标位置的加权最小二乘估计，进而获得方位角估计误差。

所述的步骤1具体包括以下子步骤：

(1)设传感器位置为S_i＝(x_i,y_i)′，i＝1,2,…,n，在全局坐标系下测得目标X＝(x,y)′的方位角为且有式中，θ_i为方位角真值；Δθ_i为测量误差，并假设各误差间相互独立，且服从均值为0、方差为的高斯分布；则测角误差协方差为在二维定位场景中，对于传感器S_i有如下量测方程：

(2)对θ_i在目标位置估计处进行一阶泰勒级数展开，并忽略高阶项，有：

其中，为估计误差；为估计位置到S_i的距离。

(3)将(2)式代入到(1)式中并整理，可得如下S_i的量测方程：

(4)联合n个传感器的量测方程，可得如下纯方位定位方程：

A·δX＝Z-Δθ (4)；

其中，