[发明专利]基于无源多点定位系统的双门限关联方法在审
申请号: | 201410091892.0 | 申请日: | 2014-03-13 |
公开(公告)号: | CN103869281A | 公开(公告)日: | 2014-06-18 |
发明(设计)人: | 黄荣顺;彭卫;黄忠涛;李恒 | 申请(专利权)人: | 中国民用航空总局第二研究所 |
主分类号: | G01S5/06 | 分类号: | G01S5/06;G06F19/00 |
代理公司: | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 | 代理人: | 钱成岑;詹永斌 |
地址: | 610041 四川省成都市*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 无源 多点 定位 系统 门限 关联 方法 | ||
技术领域
本发明涉及民用航空多点定位监视技术领域,特别是一种基于无源多点系统的双门限关联方法。
背景技术
民用航空多点定位监视系统属于基于时差定位的无源定位系统。该系统中有多个分布于不同地理位置的信号接收站。各接收站将测量监视目标应答信号到达各信号接收站的时间(TOA),之后中心处理子系统计算该监视目标所发应答信号到达各信号接收站的时间差(TDOA)。最终,多点定位系统将利用3个以上信号接收站的时间差TDOA来计算出监视目标的精确位置并输出结果,这些关于监视目标位置的结果为称之为量测值。
监视目标的运动形式较为复杂,监视目标在跑道及滑行道存在着加减速直线运动、匀速直线运动、转弯变速运动、静止等形式,在停机坪区域则存在着静止、匀速直线运动等形式。由此,基于单门限跟踪滤波器的常规关联算法易出现模型失配情况,即出现大量超过关联门限的量测值。实测数据表明,这种情况多出现在转弯时,当目标恢复到直线运动时,模型重新匹配,量测值恢复正常。
上述问题的实际表现形式为:在某些区域,目标航迹频繁跟踪终结和重新起始。由于量测值本身还存在着由于外界干扰或内部系统失配而引起的孤立“野值”点,有时甚至于会造成错误目标关联的发生。所谓目标关联是指将量测值与已知目标航迹做比对并确定合理的量测/航迹配对的过程。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种基于无源多点定位系统的双门限关联方法,应用于机场场面监视的无源多点定位系统的一个子系统,结合现有的基于单门限跟踪滤波器的常规关联算法一起使用。
在这个子系统中定义了关联小门限及关联大门限,并使用残差作为判断量,这里的残差指预测值与量测值之差的绝对值。
本发明采用的技术方案是这样的:一种基于无源多点定位系统的双门限关联方法,包括以下步骤:
第一步、同时使用跟踪滤波器1和跟踪滤波器2接收多点定位系统的量测值,初始状态为关联双门限结构;
第二步、跟踪滤波器1和跟踪滤波器2分别计算量测值的残差;
第三步、将跟踪滤波器1计算出的残差与预设的关联小门限比较,将跟踪滤波器2计算出的残差与预设的关联大门限比较;若跟踪滤波器1计算出的残差小于或等于关联小门限,则执行第四步;若跟踪滤波器1计算出的残差大于关联小门限且跟踪滤波器2计算出的残差小于或等于关联大门限,则执行第五步;若跟踪滤波器1和跟跟踪滤波器2计算出的残差均大于关联大门限,则执行第六步;
第四步、关闭跟踪滤波器2,将量测值进行航迹关联处理,进入关联单门限结构,执行第七步;
第五步、用跟踪滤波器1做去野值处理,即将航迹的预测值代替实际量测值进行更新处理,当满足条件的量测值数量达到预设数量后,重新启动跟踪滤波器1并用跟踪滤波器2的估计参数完成初始化,然后维持关联双门限结构从第一步继续执行;
第六步、当满足条件的量测值数量达到预设数量后,重新启动跟踪滤波器1及跟踪滤波器2,然后维持关联双门限结构从第一步继续执行;
第七步、为关联单门限结构时,跟踪滤波器1接收多点定位系统的量测值并计算其残差,然后将残差与关联小门限比较;若残差小于或等于关联小门限,则将量测值进行航迹关联处理之后继续计算下一个量测值的残差;若残差大于关联小门限且小于关联大门限,则重新启动跟踪滤波器2并用跟踪滤波器1的估计参数完成初始化,然后维持关联双门限结构从第一步开始执行;若残差大于或等于关联大门限时,则用跟踪滤波器1做去野值处理,当野值数量达到预设门限数量后,重新启动跟踪滤波器1完成初始化,然后维持关联双门限结构从第一步继续执行。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、在模型失配及出现野值的情况下,在一定程度上可去除野值及进行可靠关联;
2、根据残差特性,自适应地调整跟踪滤波器结构,既可以得到关联小门限时的跟踪精度,又可提高关联效率,避免关联频繁重启和终结;
3、在某些极端情况下,使用了重启跟踪滤波器来重新适应环境变化,具有一定的鲁棒性;
4、由于不涉及具体关联算法,因此具有较强的适应性。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
如图1所示,一种基于无源多点定位系统的双门限关联方法,包括以下步骤:
第一步、同时使用跟踪滤波器1和跟踪滤波器2接收多点定位系统的量测值,初始状态为关联双门限结构;
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