[发明专利]一种采用多模型多系统对目标跟踪定位的方法

说明书

本申请公开了一种采用多模型多系统对目标跟踪定位的方法，其特征在于，包括：多系统多模型建模；多系统多模型交互式定位滤波及矢量融合，包括：多模型融合概率计算及多模型状态矢量融合；多模型多系统概率计算及多模型多系统滤波；各模型多系统融合；多系统下的各模型概率计算及各模型状态矢量融合。本申请针对单一系统定位范围有限，单一模型描述运动状态不准确引起的导航定位性能受限，提出了从运动模型、观测系统两个维度，采用多模型多系统对目标进行跟踪定位的算法。该算法将多模型和多系统的定位结果按照模型概率、系统概率进行加权融合，很好的发挥了多系统共同定位和多模型并行建模定位的性能优势。

技术领域

本申请涉及滤波技术领域，特别地，涉及通过多传感器数据融合对目标进行跟踪定位的方法。

背景技术

传统的导航定位算法主要通过建立机动目标的运动状态模型和外界系统对目标的观测模型来进行滤波，获得机动目标的准确定位信息。但是一般情况下，机动目标的运动方式存在随机性，基本很难通过一种特定的模型完整对机动目标的运动进行建模描述。此外单一的定位系统对目标进行观测时，起作用范围有限，比如GNSS卫星导航在城市高楼间、树荫下、峡谷中等复杂环境下，定位性能受限。

卫星导航系统受到各种因素的影响，包括摄动引起的星历误差(轨位、姿态)，星载原子钟的钟差，导航信号在传输过程中的电离层、对流层误差等。这些误差使得用户在伪距测量时存在一定的误差。

临近空间浮空器一般部署在平流层，运动环境较为稳定，浮空器平台运动较慢，信号传输过程中不经过电离层，用浮空器平台来搭载导航增强系统，可以增加地面用户的可见导航源数量，实现对卫星星座的补充，同时信号传播衰减小，可作为卫星导航系统有效补充。此外，可在浮空器平台搭载转发器，将地面的导航增强信息(差分修正信息、完好性信息)进行转发，实现一定区域的导航增强。

与卫星导航类似，搭载导航增强源的浮空器平台拓扑构型直接影响着用户的导航定位性能，良好的拓扑构型维持及动态调整需要浮空器平台之间高精度的相互测距；搭载导航增强系统的浮空器平台需要维持统一的时间频率。因此浮空器平台之间的相互测距和时频统一成为影响导航增强性能的关键因素。

而浮空器平台要想实现导航增强功能，就要有效构建平台间测距和时频统一的机制，这需要平台节点之间构建起高效、高鲁棒性的网络和通信机制。从另一方面看，浮空器飞行高度有限，覆盖范围较小，要想实现大范围的导航增强服务，需要大量的浮空器部署，而大量浮空器部署时，浮空器之间的互联互通也无法再用简单的广播机制来实现，需要一套有效的路由机制来完成大量浮空器之间的互联互通，有效组网。

目前关于浮空器组网的方案国内已有一些研究，但大多还是从满足地面用户通信的角度出发来考虑组网问题，对导航增强的需求考虑较少，同时也没有考虑浮空器平台增强导航网络安全的问题。

发明内容

本申请的目的是针对单一运动模型不匹配和单一定位系统覆盖范围有限限制了机动目标导航定位性能的问题，提出了一种基于贝叶斯理论的多系统多模型交互式定位融合机制，该机制包括相应的处理架构、处理算法和融合算法。

具体地，本申请的目的是针对浮空器导航增强的组网问题，提出了一种基于网络编码理论的空基平台导航增强组网方案，通过构建基于位置坐标的拓扑路由实现空基平台的导航增强一体化网络。该方案包括拓扑路由的构建，路由信息的发送以及路由信息的接收。

一种采用多模型多系统对目标跟踪定位的方法，其特征在于，包括：

多系统多模型建模；

多系统多模型交互式定位滤波及矢量融合，包括：

多模型融合概率计算及多模型状态矢量融合；

多模型多系统概率计算及多模型多系统滤波；

各模型多系统融合；