[发明专利]一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法

权利要求书

1.一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据多基地声纳系统中各个站址布局确定多基地声纳系统中各个双基地声纳系统形成的卡西尼卵形线，由多个卡西尼卵形线确定多基地声纳系统探测范围；

步骤二：根据目标位置，结合多基地声纳系统探测范围来确定目标的定位解算方程；

步骤三：根据多基地声纳系统中各个站址自身的测量误差，利用定位解算方程求解目标位置，采用蒙特卡罗方法计算出多基地声纳系统全部探测区域内的定位精度；

目标位置为[x,y]，定位方程为：

其中：[x_T,y_T]＝[0,0]i＝1,2,3,4；r_Σi为发射站发射的信号经过目标散射后，到达第i个接收站的总传播距离，r_T为目标与发射站的距离，r_Ri为目标与第i个接收站的距离，θ_Ri为每个接收站测量到的目标角度；

利用三角形边长的余弦定理，可得：

在得到r_Ri之后，容易求得目标的位置坐标为：

x＝x_Ri+r_Ricos(θ_Ri)

y＝y_Ri+r_Risin(θ_Ri)；

当目标在设定区域时，利用最小二乘法进行定位解算，解算方程为：

利用两个接收基站的测量结果消掉发射站到目标的距离，则有如下等式成立：

将改写成线性方程组，具体如下：

其中，相关的系数矩阵如下：

将简化为EX＝F，采用最小二乘法完成对目标位置的解算，则有：X＝(E^TE)^-1E^TF；其中，根据目标所在区域不同，n的取值范围是2≤n≤4，且n为自然数。

2.根据权利要求1所述的一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，所述步骤一中，多基地声纳系统为二维探测系统，包括T-Rm型和T/R-Rm型两种类型，所述站址是发射站T或T/R以及接收站R的位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，所述确定多基地声纳系统探测范围是指计算多基地声纳系统中发射站T或T/R与每个接收站R组成的双基地声纳系统探测范围的并集。

4.根据权利要求3所述的一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，双基地声纳系统探测范围是发射站T或T/R和接收站R为焦点形成的卡西尼卵形线包围的区域，所述多基地声纳系统中包括多个双基地声纳系统。

5.根据权利要求2所述的一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，T代表发射站，但不能接收目标回波；T/R代表发射站，可以接收目标回波；Rm为接收站，上角标m代表接收站的数量。

6.根据权利要求4所述的一种基于卡西尼卵形线的多基地声纳系统定位精度分析方法，其特征在于，所述步骤二中，根据目标位置被多基地声纳系统中双基地声纳系统探测范围重合数量n来确定目标的定位解算方程，所述双基地声纳系统探测范围重合数量n决定参与运算的方程数量。