[发明专利]单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法

摘要

本发明提供单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法，属于飞行器定位与导航技术领域。本发明首先实时接收从机动飞行目标至单一参考辐射源的往返时间，得到实时的伪距信息；然后，对机动飞行目标的测高信息进行获取，若可获取则采用相对运动时间积累自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，若无法获取，则采用两圆面相交自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；再将机动飞行目标的伪测量进行交互式多模型滤波；重复直至跟踪完成，最后形成机动飞行目标的运动航迹。本发明解决了现有技术无法实现单辐射源机动飞行目标自定位自跟踪的问题。本发明可用于飞行器定位与跟踪。

主权项

1.单辐射源机动飞行目标自定位及自跟踪方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、机动飞行目标实时接收从机动飞行目标至单一参考辐射源的往返时间，得到实时的伪距信息；步骤二、对机动飞行目标的测高信息进行获取，若可获取机动飞行目标的测高信息，则采用相对运动时间积累自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；若机动飞行目标的测高信息无法获取，则采用两圆面相交自定位伪测量获取算法求出机动飞行目标的伪测量，实现机动飞行目标自定位；所述相对运动时间积累自定位伪测量获取算法的具体过程包括：步骤A1、进行参考系变换，由以辐射源为参考系变换为以机动飞行目标为参考系；步骤A2、降维处理：将机动飞行目标为参考系的三维空间XYZ的伪距和测高信息投影到二维平面XY面上，对应的辐射源到机动飞行目标的径矢也作对应投影；步骤A3、进行时间积累，选取相隔积累时间t的两个伪距组成伪距对；步骤A4、针对步骤A3中的伪距对，利用空间三角形余弦定理求出机动飞行目标的水平角信息，如式(1)所示：其中，θ1表示当前时刻辐射源投影到时间积累后的辐射源投影的矢量与X轴正半轴的夹角，θ2表示当前时刻辐射源投影到机动飞行目标投影的矢量与X轴正半轴的夹角，θ3表示当前时刻辐射源投影到时间积累后的辐射源投影的矢量与当前时刻辐射源投影到机动飞行目标投影的矢量之间的夹角，D11表示时间积累后的辐射源投影与当前时刻辐射源投影间的距离，R11表示机动飞行目标投影与当前时刻辐射源投影间的距离，R21表示机动飞行目标与时间积累后的辐射源投影间的距离；步骤A5、根据空间几何关系求出空间内机动飞行目标的伪测量，计算如式(2)所示：其中，x表示伪测量在三维空间XYZ中的X轴坐标，y表示伪测量在三维空间XYZ中的Y轴坐标，z表示伪测量在三维空间XYZ中的Z轴坐标，h为测高信息；所述两圆面相交自定位伪测量获取算法具体过程包括：步骤B1、进行参考系变换，由以辐射源为参考系变换为以机动飞行目标为参考系；进行两个时间积累，得到当前时刻辐射源坐标、一个时间积累后的辐射源坐标、两个时间积累后的辐射源坐标；步骤B2、点距配对；步骤B1得到的当前时刻辐射源坐标、一个时间积累后的辐射源坐标、两个时间积累后的辐射源坐标中，每两个坐标和其对应伪距信息构成一个点距对，每一个点距对形成一个空间曲线圆，任意选取其中两个空间曲线圆；步骤B3、如果选取的两空间曲线圆相交则求其交点作为机动飞行目标的伪测量；如果选取的两空间曲线圆不相交，则判断两空间曲线圆所在平面的交线与两空间曲线圆是否相交，若相交则选取交点作为候选的机动飞行目标的伪测量，若不相交，则选取两空间曲线圆上到该交线最近的点作为候选的机动飞行目标的伪测量；并将选择的点放入机动飞行目标的伪测量候选集中；步骤B4、如果机动飞行目标的伪测量候选集中仅存在一个元素，则该元素为机动飞行目标的伪测量，如果存在多个元素，则求其重心作为该机动飞行目标的伪测量；步骤三、对步骤二中求得的机动飞行目标的伪测量进行交互式多模型滤波；步骤四、重复步骤一至步骤三，直至跟踪完成，形成机动飞行目标的运动航迹。