[发明专利]单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法

说明书

本发明提供单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法，属于飞行器定位与导航技术领域。本发明首先实时接收从机动飞行目标至单一参考辐射源的往返时间，得到实时的伪距信息；然后，对机动飞行目标的测高信息进行获取，若可获取则采用相对运动时间积累自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，若无法获取，则采用两圆面相交自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；再将机动飞行目标的伪测量进行交互式多模型滤波；重复直至跟踪完成，最后形成机动飞行目标的运动航迹。本发明解决了现有技术无法实现单辐射源机动飞行目标自定位自跟踪的问题。本发明可用于飞行器定位与跟踪。

技术领域

本发明涉及机动飞行目标自定位及自跟踪方法，属于飞行器定位与导航技术领域。

背景技术

机动飞行目标的自定位及自跟踪涉及多种作战单位，在国防建设上起着不可替代的作用，同时无人机的发展使得其在民用方面也展现出它的潜在应用与发展。在存在多个参考辐射源的环境下，可采用多辐射源TDOA(Time Difference of Arrival到达时间差)定位算法实现定位，可是，考虑到现实情况如果环境较为恶劣，存在的参考辐射源个数过少，极致情况下只有一个，传统的定位算法就无法实现对机动飞行目标实现自定位功能，同时也无法实现对该目标的后续的自跟踪过程。

利用多辐射源距离信息实现对目标的TDOA定位算法的相关研究在国内外的公开发表的内容有很多，但是现有技术还没有能够实现，在仅有一个参考辐射源的情况下对机动飞行目标自定位和跟踪的方法。

发明内容

本发明为解决现有技术无法实现单辐射源机动飞行目标自定位自跟踪的问题，提供了单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法。

本发明所述单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法，通过以下技术方案实现：

步骤一、机动飞行目标实时接收从机动飞行目标至单一参考辐射源的往返时间，得到实时的伪距信息；

步骤二、对机动飞行目标的测高信息进行获取，若可获取机动飞行目标的测高信息，则采用相对运动时间积累自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；若机动飞行目标的测高信息无法获取，则采用两圆面相交自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；

所述相对运动时间积累自定位伪测量获取算法的具体过程包括：

步骤A1、进行参考系变换，由以辐射源为参考系变换为以机动飞行目标为参考系；

步骤A2、降维处理：将机动飞行目标为参考系的三维空间XYZ的伪距和测高信息投影到二维平面XY面上，对应的辐射源到机动飞行目标的径矢也作对应投影；

步骤A3、进行时间积累，选取相隔积累时间t的两个伪距组成伪距对；

步骤A4、针对步骤A3中的伪距对，利用空间三角形余弦定理求出机动飞行目标的水平角信息，如式(1)所示：

其中，θ₁表示当前时刻辐射源投影到时间积累后的辐射源投影的矢量与X轴负半轴的夹角，θ₂表示当前时刻辐射源投影到机动飞行目标投影的矢量与X轴正半轴的夹角，θ₃表示当前时刻辐射源投影到时间积累后的辐射源投影的矢量与当前时刻辐射源投影到机动飞行目标投影的矢量之间的夹角，D11表示时间积累后的辐射源投影与当前时刻辐射源投影间的距离，R11表示机动飞行目标投影与当前时刻辐射源投影间的距离，R21表示机动飞行目标与时间积累后的辐射源投影间的距离；

步骤A5、根据空间几何关系求出空间内机动飞行目标的伪测量，计算如式(2)所示：