[发明专利]基于多向寻优的全跟踪式UKF滤波算法的双站定位方法

摘要

本发明涉及一种基于多向寻优的全跟踪式UKF滤波算法的双站定位方法，含有如下步骤：步骤1、测量目标TSOA参数：在双站定位模型中，两个测量站分别独立测量目标的传输时间参数TSOA，并通过定时设备对所测量的TSOA数据添加时间标签；步骤2、多向寻优UKF滤波过程：对两个测量站所给出的TSOA数据进行预处理，剔除其中的野点，然后执行多向寻优全跟踪式UKF滤波过程，得到两个UKF滤波结果；步骤3、UKF滤波结果的鉴别：分别计算两个UKF滤波结果在二维平面上的均方误差，根据得到的两个均方误差的大小判决目标的真实位置，均方误差大的收敛结果为虚假点，均方误差小的收敛结果为真实点；本发明的定位效果好。

主权项

一种基于多向寻优的全跟踪式UKF滤波算法的双站定位方法，其特征是：步骤1、测量目标TSOA参数：在双站定位模型中，两个测量站分别独立测量目标的传输时间参数TSOA，并通过定时设备对所测量的TSOA数据添加时间标签；步骤2、多向寻优UKF滤波过程：对两个测量站所给出的TSOA数据进行预处理，剔除其中的野点，然后执行多向寻优全跟踪式UKF滤波过程，得到两个UKF滤波结果；多向寻优全跟踪式UKF滤波的算法为：多向寻优全跟踪式UKF滤波采用多线程同时搜索的策略进行滤波，其滤波过程分为如下四个部分：部分一﹑多向寻优全跟踪式UKF滤波的多线程管理及初始化：对多向寻优全跟踪式UKF滤波的非线性观测方程进行数学分析，预先评估非线性观测方程局部极值点的个数，并根据极值点的个数确定多向寻优全跟踪式UKF滤波的搜索线程数S；确定了搜索线程数S后，设定各个子搜索线程的搜索起点，子搜索线程的搜索起点的选取以多向寻优全跟踪式UKF滤波的状态向量的维数和取值范围为依据，尽可能选择方位相对的向量位置为搜索起点；搜索线程数S和子搜索线程的起点构造多向寻优全跟踪式UKF滤波的迭代状态向量和观测向量；部分二﹑计算Sigma点：基于UT变换的最小方差估计方法是：选择一组Sigma点，使其样本均值和协方差与状态变量的均值和协方差一致，将这些Sigma点进行非线性变换后可获得变换点的均值和协方差；部分三﹑时间更新：由于状态向量是原始状态向量的增广向量，为了保持不同搜索子线程之间的搜索独立性，在计算上每间隔S个变量使用函数对状态向量进行计算；部分四﹑测量更新：状态值更新；滤波误差矩阵更新；部分五﹑滤波结果决策：对各个搜索子线程的滤波结果进行决策对比，根据不同的应用环境灵活设定适合的决策准则；步骤3、UKF滤波结果的鉴别：分别计算两个UKF滤波结果在二维平面上的均方误差，根据得到的两个均方误差的大小判决目标的真实位置，均方误差大的收敛结果为虚假点，均方误差小的收敛结果为真实点。