[发明专利]基于双向次序关联的多天线到达角数据关联方法

说明书

本发明公开了一种双向次序分配的多天线到达角数据关联方法，主要解决在到达角数据关联中关联准确率低和漏测虚警问题。本发明实现的步骤：(1)到达角数据分组；(2)计算不同组到达角数据间的关联代价；(3)建立虚拟到达角数据的关联；(4)计算到达角数据的二维连接方向；(5)计算数据组间的连接方向；(6)获得天线到达角数据的关联。本发明通过到达角数据和数据组的双向次序连接，解决了漏测和虚警问题，提高了关联的准确率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及天线定位技术领域中的一种基于双向次序关联的多目标AOA(Angel Of Arrival)多天线到达角数据关联方法。本发明可用于区域安防、被动监测中在空间中，对AOA天线的到达角数据进行关联。

背景技术

AOA天线到达角数据关联是区域安防被动系统中的一个重要组成部分。在假设时间配准的条件下，由于现实环境中信号的传播受到多径效应、环境噪声遮挡等因素的影响，所测得的数据存在误差，多个AOA天线接对同一个目标的测量数据对应的测向线常常是异面的，这给目标定位带来了诸多难题，所以需要对天线的到达角数据进行关联。目前解决天线到达角数据关联问题中，最常见和直接的方法是通过取适当的阈值进行筛选，并在聚类的基础上许多学者将其他相关算法进行结合。此外解决到达角数据关联的一个重要角度是从代价损失角度来描述到达角数据之间的关联程度，例如对于代价函数中利用采用后验概率的形式对代价进行定义，忽略了实际中的空间距离信息。

北京航空航天大学在其申请的专利文献“一种基于最近邻法的概率数据关联优化方法”(专利申请号CN201610597185.8，公开号CN106291530A)中公开了一种基于最近邻的天线到达角数据关联方法。该方法的具体实现步骤是：(1)对天线参数和门限值进行初始化；(2)残差向量及其统计距离的计算；(3)统计落入门限内量测值数量；(4)事件定义；(5)有效量测值的选择；(6)新状态方程的计算；(7)判断过程是否结束。该方法虽然能够对有效的进行天线关键数据匹配，但是，该方法仍然不足之处是，天线监测系统出现虚警和漏测时无法进行有效的排除，只能够对理想情形下的到达角数据进行关联。

俞剑在其发表的论文“被动多阵测向交叉定位的数据关联算法”(指挥信息系统与技术期刊，2018年文章编号：1674-909X 03-0065-05)中提出了一种基于检验统计量的数据关联方法。该方法的具体实现步骤是：(1)初始化天线参数；(2)将天线的到达角数据转换为空间的测向线；(3)使用测向线间的距离构造统计量，并计算统计量方差作为门限值；(4)对所有的关联组合进行分层粗关联；(5)对关联不确定集合进行细关联；(6)输出最终关联结果。该方法虽然能够有效的对到达角数据进行关联，但是，该方法仍然存在的不足之处是，由于构造的统计量不能完全准确的描述关联匹配的相似度，在粗关联中就可能出现关联误差，再次进行细关联将会产生累积误差，无法对方向集中分布的到达角数据进行关联。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种基于双向次序关联的多天线到达角数据关联方法，以实现对天线到达角数据的关联。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

(1)对多天线监测系统的到达角数据进行分组：

按照天线的序号，对多天线监测系统生成的到达角数据进行分组；

(2)计算不同组到达角数据间的关联代价值：

(2a)利用矢量方向计算公式，计算每组到达角数据对应的矢量方向；

(2b)利用矢量模值估计公式，估计不同组到达角数据间对应矢量的模值；

(2c)利用矢量误差计算公式，通过到达角数据的矢量方向和模长，计算不同数据组中到达角数据间的三维误差矢量；

(2d)将三维误差矢量的模长作为到达角数据间的关联代价值；