[发明专利]一种基于收敛点的双机协同目标机定位跟踪控制方法

说明书

本发明公开了一种基于收敛点的双机协同目标机定位跟踪控制方法，包括以下步骤：S1、建立双机单目标机定位数学模型，基于机载雷达获取测角信息得到目标机的位置信息；S2、针对加性观测噪声对双机定位精度的影响，计算双机的测量方位角对定位精度的影响，进而求解得到双机测量方位角的最优配置；S3、建立目标机跟踪中存在的约束，求解收敛点；S4、设计基于收敛点的双机协同定位跟踪控制器。本发明提供了一种应用于复杂约束下双机单目标机定位跟踪的方法，在预测目标机位置的基础上计算两机收敛点，收敛点处双机能够满足相关约束且双机能同时探测到所有目标机，基于收敛点设计双机协同控制方案能够实现对双机的高精度定位。

技术领域

本发明属于目标机跟踪技术领域，具体涉及一种基于收敛点的双击协同目标机定位跟踪控制方法。

背景技术

目前，集群协同目标机跟踪有两个方面的难点，一个是跟踪目标机的不确定性，包括跟踪目标机的数量，目标机的运动方式和目标机的先验信息等，在实际应用场景中，目标机都是非合作的即无法直接获取目标机的位置，姿态等先验信息；另一个难点是执行任务所受的约束，例如，环境的约束可能影响跟踪器和目标机的机动性，还有通信距离的约束，传感器感知的约束等。

协同目标机跟踪问题离不开目标机跟踪协同控制，在执行跟踪任务时，观测机对目标机的持续跟踪和观测机的部署方位问题是协同控制需要重点解决的问题。由于空间中的目标机不是静止不动的，其位置会随着时间发生改变，为实现持续观测与定位，双机位置也需随着目标机位置的移动而移动。传统的方法是双机保持合理的基线长度，以初始状态持续运动，实现对非静止目标机的持续定位。然而，这种方法在目标机定位精度、定位误差收敛时间等方面具有明显的不足。双机若保持初始定位状态对目标机进行定位，双机相对目标机的视线夹角可能较小，由此得到的定位误差较大。因此，需要考虑双机的机动，为双机设计协同控制方案，实现对未知目标机的高精度观测定位。为实现持续定位，需要双机对目标机进行跟踪，即需要双机在此刻目标机位置信息的基础上，预测目标机下一阶段或者是下一时刻的位置信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于复杂约束下双机单目标机定位跟踪的方法，在预测目标机位置的基础上计算两机收敛点，收敛点处双机能够满足相关约束且双机能同时探测到所有目标机，基于收敛点设计双机协同控制方案能够实现对双机的高精度定位。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于收敛点的双机协同目标机定位跟踪控制方法，包括以下步骤：

S1、建立双机单目标机定位数学模型，双机基于机载雷达获取测角信息，对双机单目标机定位数学模型求解得到目标机的位置信息，并在此基础上采用随机加性噪声模型，得到双机单目标机定位的观测值信息；

S2、针对加性观测噪声对双机定位精度的影响，计算双机的测量方位角对定位精度的影响，进而求解得到双机测量方位角的最优配置；

S3、建立目标机跟踪中存在的约束，求解收敛点；

S4、设计基于收敛点的双机协同定位跟踪控制器，基于收敛点位置信息，控制双机朝向收敛点运动，实现定位精度快速收敛的目标机。

进一步地，所述步骤S1包括以下子步骤：

S11、基于测角信息和双机位置信息得到目标机在三维空间坐标系下的坐标分别为：