[发明专利]一种无源雷达目标定位方法与装置

说明书

本发明涉及一种无源雷达目标定位方法与装置，将角度和时差的观测方程线性化，得到一组线性方程，并利用最小二乘得到目标位置的粗估计，将观测误差和外辐射源位置误差同时考虑到线性方程中，得到约束总体最小二乘模型，将得到的最小二乘解作为初始解，采用牛顿迭代得到目标位置的精确估计。本发明考虑了角度观测误差、时差观测误差和外辐射源的位置误差，定位结果为外辐射源存在误差时的最优估计结果，将非线性的角度和时差观测方程线性化处理，得到了最小二乘代数解，并将其作为牛顿迭代的初始解，保证了算法的收敛性。

技术领域

本发明属于无源雷达目标定位技术领域，具体涉及一种无源雷达目标定位方法与装置。

背景技术

无源雷达作为一种特殊的双基地雷达，本身不辐射源电磁波，而是通过接收和处理目标对环境中现有外辐射源的反射或散射信号，来探测和定位目标。这一特殊的工作原理，使其相比于传统有源雷达，具有良好的四抗(电子干扰、反辐射武器攻击、隐身目标攻击、低空超低空突防)特性。因此，多年来，无源雷达技术在国际雷达领域一直备受关注。

外辐射源的位置信息，是无源雷达目标定位的必需参数。但是，对于一些辐射源，例如敌方军用辐射源，其位置往往无法准确获得，仅能通过ESM系统进行估计，得到的外辐射源位置是含有较大误差的。例如作者为赵拥军于2016年9月发表在《电子与信息学报》第38卷第9期的论文《基于正则化约束总体最小二乘的单站DOA-TDOA无源定位算法》，由于存在外辐射源位置误差，该算法降低了无源雷达系统的定位精度，因此，有必要考虑外辐射源位置误差对定位精度的影响，并设计针对性的目标定位算法。

联合角度和时差的定位是无源雷达常用的一种定位体制，具有优于仅利用角度或时差的定位系统的定位精度。但是现有的定位方法中，没有对外辐射源的位置误差进行考虑。因此，亟需一种考虑外辐射源位置误差的多基地无源雷达目标定位方法，从而在外辐射源位置不准确时，实现对目标位置的最优估计。

发明内容

本发明的目的是提供一种无源雷达目标定位方法与装置，用于解决现有无源雷达目标定位方法估计目标位置精度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种无源雷达目标定位方法，包括以下步骤：

1)构建角度和时差的观测方程，并将角度和时差的观测方程进行线性化处理，得到线性方程，求解该线性方程得到目标位置的初始估计值；

2)将角度测量值表示成角度真实值与角度观测误差的差，将时差测量值表示成时差真实值与时差观测误差的差，将外辐射源的测量位置值表示成外辐射源的真实位置值与位置测量误差的差，将角度的测量值、时差的测量值分别代入所述线性方程，分别得到角度真实值作为待求量的第一函数、时差真实值作为待求量的第二函数；将外辐射源的测量位置值作为新变量代入所述线性方程，得到外辐射源的真实位置值作为待求量的第三函数；

3)根据第一函数、第二函数、第三函数构建最小二乘模型，将该模型在所述目标位置的初始估计值处泰勒展开，求解得到牛顿迭代公式，利用所述目标位置的初始估计值和牛顿迭代公式进行迭代，迭代至设定次数，得到目标位置的精确估计值。

本发明将角度和时差的观测方程线性化，得到一组线性方程，并利用最小二乘得到目标位置的粗估计，将观测误差和外辐射源位置误差同时考虑到线性方程中，得到约束总体最小二乘模型，将得到的最小二乘解作为初始解，采用牛顿迭代得到目标位置的精确估计。本发明考虑了角度观测误差、时差观测误差和外辐射源的位置误差，定位结果为外辐射源存在误差时的最优估计结果；本发明将非线性的角度和时差观测方程线性化处理，得到了最小二乘代数解，并将其作为牛顿迭代的初始解，保证了算法的收敛性。

作为最小二乘模型的进一步限定，步骤3)还包括以下构建最小二乘模型的子步骤：