[发明专利]一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法及装置

权利要求书

1.一种双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法，其特征在于，所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法包括：

S1、构建接收阵列匹配滤波后的样本矩阵，并计算接收信号的协方差矩阵估计值；

S2、利用Tucker张量模型，构建高阶的接收信号协方差张量模型；

S3、对高阶协方差张量模型进行高阶奇异值分解，获取新的信号子空间和噪声子空间；

S4、利用旋转不变技术和矢量叉积技术获取目标的方位角和俯仰角的估计以及二维极化角的估计；

S5、利用子空间正交原理实现DODs和DOAs的配对。

2.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法，其特征在于，所述张量模型包括以下四个关于张量操作的定义：

定义1，张量展开：令为一个N阶张量，的模-n(n＝1,…,N)矩阵展开表示为其中，位于张量的(i₁，…，i_n)位置的元素成为位于矩阵的(i_n，j)处的元素，且

定义2，模-n张量与矩阵乘积：定义N阶张量与矩阵的模-n乘积为其中且

定义3，张量模乘性质：N阶张量的模乘性质主要有如下两条：

其中符号表示Kronecker积，(·)^T表示转置；

定义4，HOSVD：对于一个秩为K的四阶张量，其HOSVD可以表示形式为

其中，为核张量，和为4个酉矩阵，其分别的n-模(n∈{1,2,3,4})展开的左奇异矩阵。

3.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法，其特征在于，所述步S2包括：

S21、利用Tucker张量模型，将所述接收阵列匹配滤波后的样本矩阵堆叠成一个三阶张量模型其第(m,n,l)个位置的元素为：

其中，M为发射阵元个数、N为接收阵元个数，L为快拍数，K为张量的秩，B_t和A_t分别表示发射阵列对应的发射方向矩阵和发射极化响应矩阵，B_r和A_r分别表示接收阵列对应的接收方向矩阵和接收极化响应矩阵，⊙表示按列克罗内克积，S(l,k)为目标RCS系数矩阵S的第(l,k)个元素，是噪声张量的第(m,n,l)个元素；

S22、通过张量模型结构构建一个四阶的接收信号张量协方差模型其第(m,n,p,q)个元素为：

其中，是Hermitian张量；为三阶张量的第(m,n,l)个元素，为的共轭矩阵的第(p,q,l)个元素。

4.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法，其特征在于，所述步骤S3包括如下分步骤：

S31、根据所述高阶协方差张量模型用截短的HOSVD来构建一个新的协方差张量R_s；

S32、对R_s做特征值分解，可获得一个新的信号子空间E_s，E_s与虚拟方向矩阵张成相同的子空间。

5.根据权利要求1所述双基地EMVS-MIMO雷达的高精度定位算法，其特征在于，所述步骤S4中，设分别为目标在直角坐标系的三分量估计，则：

S41、目标的2D-DOA仰角和方位角可以通过如下表达式进行估计：

S42、目标的2D-DOD仰角和方位角可以通过如下表达式进行估计：

其中，K为空间远场同一距离元内的目标数；

S43、二维极化角可以通过如下表达式进行估计：

其中，分别为极化矢量g(γ,η)的估计值的两个分量，极化矢量g(γ,η)可以由下式估计：

其中，代表EMVS的空域响应矩阵，为EMVS各个分量估计。