[发明专利]一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法

权利要求书

1.一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、两个站点的侦察设备分别对辐射源方向进行侦察，第一站点、第二站点侦察设备采用被动测角方式分别测得辐射源方位-俯仰角(β₁,ε₁)、(β₂,ε₂)，测角误差是

步骤2、两个站点分别以自定位坐标为原点，建立东北天坐标系，设定侦察设备方位-俯仰角(0°,0°)位置指向正北，在该坐标系中将辐射源方位-俯仰角(β₁,ε₁)、(β₂,ε₂)转换为辐射源的测向向量e_S1、e_S2：

e_S1＝[cosε₁*sinβ₁ cosε₁*cosβ₁ sinε₁]

e_S2＝[cosε₂*sinβ₂ cosε₂*cosβ₂ sinε₂]

步骤3、通过东北天坐标系与地心坐标系的转换关系，结合地心坐标系中第一站点的自定位坐标S_g1(x_g1 y_g1 z_g1)，将东北天坐标系中辐射源测向向量转换到地心坐标系，转换后第一站点的辐射源测向向量e_g-S1＝[l_g1 m_g1 n_g1]；同理，根据地心坐标系中第二站点的自定位坐标S_g2(x_g2 y_g2 z_g2)，得到转换后第二站点的辐射源测向向量e_g-S2＝[l_g2 m_g2 n_g2]；l_ga表示转换后第a站点的辐射源测向向量中对应坐标系的x方向分量；m_ga表示转换后第a站点的辐射源测向向量中对应坐标系的y方向分量，n_ga表示转换后第a站点的辐射源测向向量中对应坐标系的z方向分量，站点序号a＝1,2；

步骤4、通过粗略预置辐射源坐标位置O＝(x₀ y₀ z₀)，以该坐标为原点建立东北天坐标系，通过东北天坐标系与地心坐标系转换关系，得到该东北天坐标系下第一站点的自定位坐标S_O-1(x_O1 y_O1 z_O1)、第二站点的自定位坐标S_O-2(x_O2 y_O2 z_O2)，以及第一站点测量的辐射源测向向量e_O-S1＝[l_O1 m_O1 n_O1]、第二站点测量的辐射源测向向量e_O-S2＝[l_O2 m_O2 n_O2]，其中，l_Oa表示第a站点测量的辐射源测向向量中对应坐标系的x方向分量；m_Oa表示第a站点测量的辐射源测向向量对应坐标系的y方向分量，n_Oa第a站点测量的辐射源测向向量中对应坐标系的z方向分量，站点序号a＝1,2；

步骤5、通过辐射源坐标到两个站点的测向向量距离最短的原理，对三维空间等间距Δl划分网格节点，再计算网格到测向向量的空间距离，取空间距离最短时对应的网格节点作为该次辐射源坐标的搜索结果；网格节点坐标T_ijk(x_i y_j z_k)，i＝1,2…I，j＝1,2…J，k＝1,2…K；x_i，y_j，z_k步进值均为Δl，I、J、K取值决定了三维空间的搜索范围；

第一站点到网格节点的向量e_T-S1：

e_T-S1＝[l_i m_j n_k]＝[x_i-x_O1 y_j-y_O1 z_k-z_O1]；

采用向量叉乘原理计算网格节点到第一站点测向向量空间距离d₁：

网格节点到第二站点测向向量空间距离d₂：

遍历所有网格节点，取d₁+d₂值取最小时对应的网格节点T_ijk(x_i y_j z_k)作为本次辐射源坐标T₁；

两个站点对辐射源做N次交叉定位，得到N次定位结果T_n(x_n y_n z_n)，n＝1,2,3…N；

步骤6、通过基于最短距离原则将N次的辐射源定位坐标进行聚类，得到一个最优定位结果。

2.根据权利要求1所述的基于网格搜索的双站三维交叉定位方法，其特征在于，步骤6中，通过基于最短距离原则将N次的辐射源定位坐标进行聚类，得到一个最优定位结果，具体如下：

求N次定位结果T_n(x_n y_n z_n)的均值点计算求N次定位结果T_n到均值点的距离l_n，根据测角误差和辐射源到第一站点S₁的距离计算定位误差根据经验值剔除l_n≥10*Δd距离异常的定位坐标；

将剩下的M个定位坐标进行聚类，求取每个坐标到其他M-1个坐标的距离平方和

取最小的距离平方和对应的坐标，即为最优的辐射源定位坐标。