[发明专利]一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法

说明书

本发明公开了一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法，属于电子对抗侦察技术领域，根据空中或地面两个站点的侦察设备所测得的方位‑俯仰维测角向量，在以各自站点为原点的东北天坐标系中转换出两个站点各自对应的辐射源的测向向量，然后利用坐标系转换的方法将双站测向向量转换到同一个坐标系中，使用异面直线距离最短的网格搜索方法搜索出辐射源坐标，最后对多次搜索的辐射源坐标进行聚类得出最优定位坐标。

技术领域

本发明涉及电子对抗侦察技术，具体涉及一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法。

背景技术

测向交叉定位方法是通过移动的单站点，在不同位置多次测量方位，利用侦察设备分时测得的测向向量的交会进行定位，或者通过空中或地面多站的侦察设备所同时测得的测向向量交会进行定位。单站定位需积累多次测量结果进行定位，因此该方法速度慢、精度低。然而，多站测向交叉定位系统具有快速、探测距离较远、抗干扰能力强等优点。

常见的测向定位算法是利用包含目标坐标值的测量方程组来求解辐射源的位置信息，常用的是简化加权最小二乘定位算法，《测向交叉定位方法在工程中的应用》一文介绍了一种基于加权最小二乘法的双站交叉定位方法，存在矩阵求逆计算量大、计算资源消耗高，辐射源定位时间长，工程实现困难等问题，难以满足有实时性需求应用场景。本文提出一种利用双站点侦察设备的测向向量的空间几何关系确定辐射源的位置信息，实时性高，易于工程实现。

发明内容

本发明提出了一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法，实时性高、便于工程实现。

实现本发明的技术解决方案为：一种基于网格搜索的双站三维交叉定位方法，步骤如下：步骤1、两个站点的侦察设备采用被动方式分别测得辐射源方位-俯仰角。

步骤2、两个站点各自以自定位坐标为原点，建立东北天坐标系，在各自坐标系中将辐射源方位-俯仰角转换为辐射源的测向向量。

步骤3、通过东北天坐标系与地心坐标系转换关系，将双站的自定位坐标和辐射源测向向量转换到地心坐标系。

步骤4、通过粗略预置辐射源坐标位置，以该坐标建立东北天坐标系，通过地心坐标系与东北天坐标系转换关系，将地心坐标系中双站的自定位坐标和辐射源测向向量转换到同一个坐标系中。

步骤5、通过辐射源到双站测向向量距离最短的原理，对三维空间划分网格节点进行计算网格到测向向量的空间距离，取空间距离最短的网格节点作为该次辐射源定位坐标。

步骤6、通过基于最小二乘法的聚类方法，将多次的辐射源定位坐标进行聚类，得到最终的辐射源定位坐标。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)最小二乘定位算法利用包含目标坐标值的测量方程组来求解辐射源的位置信息，存在计算量大、计算资源消耗高、工程实现困难等问题，难以满足实时性要求。本文定位方法通过一组双站的测向结果即可快速定位辐射源。相比于传统的解方程组的方法计算辐射源坐标，该方法提出的划分网格节点进行辐射源坐标搜索，便于嵌入式软件的实现。

(2)可根据定位精度需求选择网格节点的间距。在辐射源坐标预估时，可以将网格节点的间距设置到几千米甚至几十千米，预先定位一次给出粗略的辐射源坐标，然后再选择精细的网格节点进行精确定位。该方法在粗略定位和精确定位可灵活选择。

(3)可根据实际工程应用，可根据定位精度，调整搜索网格节点间距与搜索范围，减少辐射源定位时间。本发明基于工程实践定位结果最快可在微秒级实现，辐射源定位结果可以实时引导系统中其他设备对辐射源进行侦察、干扰等。

附图说明

图1为本发明的基于网格搜索的双站三维交叉定位方法流程图。

图2为双站点测向交叉定位的示意图。

图3为基于网格搜索的双站三维交叉定位方法仿真结果图。