[发明专利]多星通讯时差定位数据融合处理方法

说明书

本发明公开的一种多星通讯时差定位数据融合处理方法，时差定位速度快,精度高。本发明通过以下技术方案实现：在得到多星通讯辐射源时差定位数据之后，采用镜像点剔除模块，将所有定位点按目标编号进行分类，运用镜像点剔除算法对定位点分类结果中的镜像点进行剔除，将非镜像点输出到定位点聚合模块；正常点聚合模块根据点迹聚合算法进行点迹聚合,生成聚合点，将聚合点输出到野值点剔除模块；野值点剔除模块根据野值剔除算法进行野值点剔除，将非野值点输出到聚合点滤波模块；聚合点滤波模块基于聚合点滤波算法对聚合点迹进行滤波，运用协方差交集算法和k近邻滑窗最小二乘算法进行融合处理，生成最终的融如合结果。

技术领域

本发明属于目标点迹融合技术领域中的目标跟踪技术，主要涉及一种机动目标实时监视系统中的点迹数据融合方法，尤其涉及一种具有大误差的多星通讯时差定位数据的融合方法。

背景技术

随着多平台通信技术的发展和时差测量技术的进步，时间差测量技术已经成为现代定位中的主要定位方法。卫星定位技术从卫星的数目上来说，有双星时差频差联合定位，三星时差单独定位，以及多星时差单独定位和多星时差频差联合定位等等。双星联合定位需要同时测量TDO A和FDO A，建立联合的方程组得到目标的位置。三星或者多星定位既可以只测量TDO A，又可以TDO A和FDO A同时测量，根据不同算法的需要选择不同的结合方式。每种定位算法都有自身的优缺点，只有做充分的综合比较才会得到最佳的定位模型与算法。在卫星定位中，以对目标信号的测量为基础，其中最基本最常见的测量包括对目标信号的方向测量、到达不同接收机所需的时问差以及信号传输频率与接收频率的差值。针对不同的测量内容有不同的测量方法与原理，而无论任何方法和原理目标总是统一的，即最大限度的减小误差，提高测量精度，以达到提高卫星定位精度的目的。定位中的无源测向体制有很多种，但其基本原理都是利用信号进入接收机系统时，由于进入角度不同，会导致信号的幅度、相位和到达时间的不同，计量这些幅度、相位和到达时间的不同，就可以得到信号的进入角。因此，从逻辑上讲，要测向就需要有多个天线，而且他们在接受信号时，在幅度、相位或者时间上，至少有一处是有差异的。这个差异将被用来计算信号的方向。所以从体制上分，测向无非是比幅法、比相法、时差法和他们的混合方法。在信号传输过程中，由于不知道信号发出时间，不可能测得信号由目标达到各接收机所需的绝对时间，因此，只能针对同一信号，比较它们到达不同接收机的时间差来获取定位计算所需的时差。卫星定位自始至终贯穿着多种多样的误差，且有的误差具有相关性，有的误差不相关，各自有着各自的特点。概括起来，可以将这些误差分为两类，一类是与卫星本身相关的误差，另一类是信号处理过程中的误差。卫星本身误差在与卫星有关的误差中，包括卫星星历误差、卫星星钟误差等。由于卫星在实际运行中受到多种摄动力的影响。因此，卫星所给出的位置与真实位置之间必然存在误差，是为星历误差，又称为轨道误差。它是一种起始数据误差，大小取决于卫星定轨系统的质量，如定轨站的数量及其空间分布，观测值的数量及其精度，轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。卫星定位是以卫星位置作为己知的基准值，来确定待定点的位置，因此，卫星的星历误差严重的影响定位精度，也是卫星定位过程的重要的误差来源。星历误差是一种系统误差，不可能通过多次重复观测来消除。目前估计与处理卫星的星历误差一般比较困难，究其主要原因是:卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站又难以充分可靠地测定这些作用力，并掌握它们的作用规律。除了上述卫星星历误差以及卫星星钟误差以外，还有一项与地球相关的误差避不可免，即目标大地高的误差，也叫做地球形态误差。地球表面形态必然会引入误差，这种误差属于系统误差。在信号传输过程就会误差，主要有电离层的时延误差和对流层的时延误差，以及信号传输中的多径效应误差。当信号到达接收机以后，接收机也会引入一定的误差，包括接收机的时钟误差和位置误差等。在实际的信号测量中，接收机天线除接收直接来自卫星方向的信号外，还接收到其他如高大建筑、航天飞行器等物体反射回来的信号，因此，接收的信号是直射波和反射波产生干涉后的混合信号。由于直接波和各反射波路径不同，从而使信号延迟，产生测量误差，称为多路径误差。很多时候，多路径误差是误差的主要来源。多路径误差可视为一种周期误差，除了上述的主要误差外，卫星定位的误差还包括有天线的相位中心位置偏差、计算误差、地球自转的影响和潮汐的改正以及电子欺骗等。