[发明专利]一种基于GDOP分布的无源定位融合方法与系统

说明书

本发明提出一种基于GDOP分布的无源定位融合方法与系统，包括：选取多个无源定位系统布站；解算当前时刻t的目标位置，获得相应的初始定位结果；计算当前时刻t各无源定位系统的GDOP，初始化置信标志为1；根据各无源定位系统的GDOP在目标预测位置附近设置置信区域；计算各无源定位系统的初始定位结果与目标预测位置的偏差，根据偏差是否超出置信区域更新置信标志；计算当前时刻t各无源定位系统的初始定位结果的可信度评价值；计算目标在当前时刻t的融合定位结果；根据历史融合定位结果预测下一时刻t+1的目标位置，获得目标预测位置；继续解算下一时刻t+1的目标位置。该方法可以对不同方向的目标有效降低定位误差，提高无源定位系统稳定性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于无源定位领域，尤其涉及一种基于GDOP分布的无源定位融合方法与系统。

背景技术

无源定位技术可实现对目标的隐蔽定位和跟踪，广泛应用在军事、安防、无线通信、导航、航路监视等领域。目前最常用的定位方法如测向法DOA(Direction of Arrival)、时差法TDOA(Time Difference of Arrival)等。研究者已对不同定位机制、不同算法的性能、不同布站方式的影响做了大量分析，研究发现不同机制的定位方法精度分布有所不同，各有优缺点。如测向定位机制的站点配置方便，数据量小，简单易于实现，抗干扰性强，但对测向误差比较敏感，精度相比时差法较低；时差定位机制的精度较高，但部署站点较为复杂，需要不同站点精确实时对时，正确解算不同站点的目标信号。在受杂波影响、存在多径效应甚至是干扰情况下，可能会影响各平台间实时通信和信号提取，从而影响测量时差。

随着辐射源数量和密度的剧增，当前电磁环境日益复杂。如在低空或海面环境下实时估计机动目标位置，无源定位系统需要兼顾良好的分辨力和稳定性。在实际应用中制约条件更多，如无源定位系统布站位置一旦确定不易于灵活改变，很多情况下需要部署于运动平台，位置受限而无法优化布站几何布局，并且一般基线较短。而机动目标运动规律复杂多变，位置分布不易预测，此时单一无源定位系统的实时定位和跟踪精度难以保证，受海面杂波、干扰噪声、运动平台等环境影响还可能产生工作状态不稳定、在部分区域性能下降甚至难以定位的情况。

为改善单无源定位系统的性能，很多研究开始探索对单定位系统增加站点进一步优化布站，或者考虑对多个无源探测定位系统进行信息融合提高定位能力。目前这方面的研究算法相对比较复杂，计算量较大，并且很难从理论上保障定位精度的偏差范围。如何提高无源定位系统在复杂场景如受限运动平台下的稳定性和鲁棒性问题仍比较困难。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于GDOP分布的无源定位融合方法与系统，可以对不同方向的目标有效降低定位误差，提高无源定位系统稳定性和鲁棒性。

为了解决上述技术问题，第一方面，公开了一种基于GDOP分布的无源定位融合方法，包括：

步骤1，选取N个无源定位系统布站，统一各无源定位系统的坐标系，N≥2；

步骤2，各无源定位系统分别解算当前时刻t的目标位置，获得相应的初始定位结果，t为自然数；

步骤3，根据各无源定位系统的初始定位结果，计算当前时刻t各无源定位系统的GDOP(Geometrical Dilution of Precision，定位精度几何稀释)，设置置信标志为1；

步骤4，如果t≤2，执行步骤6；如果t2，根据各无源定位系统的GDOP在目标预测位置附近设置置信区域；

步骤5，计算各无源定位系统的初始定位结果与目标预测位置的偏差，根据偏差是否超出置信区域更新置信标志；

步骤6，计算当前时刻t各无源定位系统的初始定位结果的可信度评价值；

步骤7，计算目标在当前时刻t的融合定位结果；