[发明专利]基于凸组合的目标测角定位方法

摘要

发明公开了一种基于凸组合的目标测角定位方法，主要解决现有技术在到达角测量存在误差情况下定位精度与定位效率低的问题。其实现步骤是：1.初始化到达角置信参数和测角噪声系数；2.测量目标定位点与物理基准点之间的到达角度；3.获取目标定位点的可行域，并选取可行域的顶点作为虚拟基准点；4.根据虚拟基准点坐标和物理基准点坐标计算到达角矩阵；5.根据到达角矩阵建立用虚拟基准点的凸组合表示目标定位点的目标函数，优化求解该目标函数得到最优组合系数；6.根据最优组合系数与虚拟基准点坐标，算出目标定位点坐标。本发明仅根据测量的到达角，就能获得比现有技术更高精度和更高效率的定位结果，可用于航空航天的定位。

主权项

1.一种基于凸组合的目标测角定位方法，包括如下步骤：（1）初始化参数：用户根据实际定位环境，设定到达角的置信参数β和测角噪声系数τ；（2）通信测量：测量目标定位点与物理基准点之间进行通信的到达角度θ，并统计物理基准点的个数，记录物理基准点的坐标a；（3）判断是否满足定位条件：若物理基准点个数大于等于物理基准点的坐标维数，则执行步骤(4)，否则，结束定位；（4）根据物理基准点的坐标a和测量出的目标定位点与物理基准点之间的到达角θ，结合初始化参数β和τ，计算目标定位点的可行域，并将可行域的顶点作为虚拟基准点，得到虚拟基准点坐标值的集和V；（5）根据虚拟基准点和物理基准点的坐标值，构建到达角度矩阵Φ：Φ＝[φ_ij]_p×q，φ_ij＝φ(a_i,v_j)其中p表示物理基准点的个数,q表示虚拟基准点的个数,φ_ij表示第i个物理基准点到第j个虚拟基准点的到达角度，a_i表示第i个物理基准点对应的坐标值，v_j表示第j个虚拟基准点对应的坐标值，φ(·,·)表示虚拟基准点与物理基准点之间到达角的计算函数；（6）按下式优化求解最优凸组合系数：w*=argminw||Φw-θ||22,s.t.||w||1=1w≥0,]]>其中，w^*表示用虚拟基准点坐标表示目标定位点坐标中的最优凸组合系数，表示目标函数在优化过程中的变量为组合系数w，表示2范数的平方，Φ表示虚拟基准点到物理基准点的到达角矩阵，w表示约束范围内的用虚拟基准点坐标表示目标定位点的凸组合系数，θ表示目标定位点到物理基准点之间测量的到达角度向量，θ＝[θ₁,…，θ_i,…,θ_p]^T，其第i个元素θ_i表示目标定位点到第i个物理基准点的到达角度测量值，p表示物理基准点个数，s.t.表示组合系数w的约束范围，||·||₁表示1范数，w≥0表示w中的所有元素都大于0；（7）根据最优凸组合系数w^*计算目标定位点的坐标值：x^*＝Vw^*，其中，x^*表示目标定位点的最优估计坐标值，V表示虚拟基准点坐标矩阵，V＝[v₁,…,v_j,…,v_q]，v_j表示由第j个虚拟基准点坐标值构成的列向量，q表示虚拟基准点个数。