[发明专利]一种机载外辐射源状态未知下移动接收源路径优化方法

说明书

本发明公开了一种机载外辐射源状态未知下移动接收源路径优化方法。该方法针对机载外辐射源双基雷达系统中外辐射源状态未知且运动情况，提出了一种基于序贯信息修正的扩展卡尔曼滤波跟踪算法联合估计目标的状态和外辐射源的状态。基于目标位置估计误差PCRLB指标建立接收源路径优化的数学模型，通过实时优化接收源位置，获得更精确的目标量测信息，进一步提高机载外辐射源雷达定位跟踪性能。

技术领域

本发明属于传感器协同定位技术领域，具体涉及一种机载外辐射源状态未知下移动接收源路径优化方法。

背景技术

外辐射源雷达利用第三方非合作信号源作为目标的机会照射源，通过接收信号源的直达波和经过目标辐射的回波处理，实现对“无线电静默”目标定位跟踪，具有低成本、隐蔽性好、抗干扰能力强等特点。传统的外辐射源雷达系统中接收源和辐射源大多安装在地基平台，其位置固定不变的。机载外辐射源雷达将外辐射源从固定的地基平台扩展到可运动的机载平台，大幅扩展了空基预警系统的有效覆盖范围。

机载外辐射源雷达系统作为一种双/多基地结构的传感器组网系统，通过数据融合处理，实现对目标的定位跟踪。由于外辐射源大多是非合作的，外辐射源自身状态的准确性和可靠性直接影响目标的定位精度，需要对目标和外辐射源的状态进行联合估计。此外，目标定位精度受“外辐射源-目标-接收源”三者之间的几何关系影响，可以通过目标定位误差的后验克劳美罗下界(PCRLB)或目标定位精度几何解释(GDOP)指标描述。接收源通过运动规划，优化三者之间的几何关系可以获得目标位置更加精确的量测信息，从而减少定位误差。根据外辐射源和目标的联合位置估计值来实时优化接收源的位置是进一步提高机载外辐射源雷达定位跟踪性能的关键。

发明内容

本发明针对机载外辐射源双基雷达系统中外辐射源状态未知情况，设计了一种外辐射源和目标状态联合估计算法，推导了联合估计下的跟踪性能下界，并基于此设计了接收源路径优化算法。通过联合估计和路径优化提高外辐射源雷达系统目标跟踪性能。

本发明以机载外辐射源双基雷达系统为对象，通过目标/外辐射源状态联合估计和接收源路径优化提高机载外辐射源雷达系统的定位跟踪性能。本发明方法的具体步骤是：

步骤1：建立目标和外辐射源的运动模型，预测k+1时刻目标的状态和外辐射源的状态。

步骤2：计算目标和外辐射源状态联合估计误差的PCRLB指标。

步骤3：以目标和外辐射源位置误差的PCRLB为优化目标，考虑接收源运动约束，建立接收源路径优化模型。

步骤4：采用内点法优化求解上述路径优化模型，得到接收源最优速度方向及接收源最佳位置。

步骤5：计算接收源在最优位置下的目标方位角、外辐射源方位角、双基距和双基距离率信息的量测信息。

步骤6：采用序贯信息修正的扩展卡尔曼滤波跟踪算法联合估计目标的状态和外辐射源的状态。

本发明的有益效果：

1.考虑机载外辐射源雷达系统中外辐射源状态未知情况，通过外辐射源和目标状态联合估计提高目标定位精度。

2.在双基外辐射源雷达系统角度/双基距/双基距率定位体制下，针对运动目标，给出了机载接收源的最优航迹规划。通过实时优化收源位置，获得更精确的目标量测信息，进一步提高机载外辐射源雷达定位跟踪性能。

具体实施方式：

考虑机载外辐射源双基系统，目标状态为外辐射源运动且未知机载接收源状态为联合估计目标和外辐射源的状态，并优化接收源的位置进一步提高目标的跟踪性能。

步骤1：建立目标和外辐射源的运动模型，预测k+1时刻目标的状态和外辐射源的状态。