[发明专利]一种基于拟牛顿法的运动目标直接定位方法

摘要

本发明属于无源定位中的直接定位技术领域，涉及一种基于拟牛顿法的运动目标直接定位方法。本发明主要使用拟牛顿法简化搜索目标可能位置的网格点；通过对目标函数求解梯度，进而利用拟牛顿法对未知量进行迭代，从而简化搜索过程，实现快速定位。

主权项

1.一种基于拟牛顿的运动目标直接定位方法，设定待定位的匀速运动目标速度为v、初始位置为p₀；目标辐射的无线电信号能够同时被L个观测站所截获；假设每个观测站在K个时隙段对目标辐射信号进行采样，相邻两个时隙段的时间间隔为T_d，并将第一个时隙段的目标位置设为其初始位置；同时定义：在每个采样时隙段内，目标的瞬时位置和速度均保持不变，则目标在第k个时隙段的位置向量为：p_k＝p₀+v*(k‑1)*T_d，并且将第l个观测站的位置向量记为：q_l；其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：S1、给定参数δ∈(0,1)，σ∈(0,0.5)，初始点位置和速度的联合变量x₀＝(p',v')∈Rⁿ，p',v'为实数集Rⁿ上的任意初始值，迭代次数M_iter，初始对称正定阵B₀，令k＝0；定义f(p₀,v)为代价函数：式中，r_l,k＝[r_l,k(t₁),…,r_l,k(t_N)]^T为各观测站的接收信号，r_l,k＝b_l,kA_l,kF_l,ks_k+n_l,k，l＝1,2,…,L；f_l,k表示第l个观测站在第k个观测时隙段截获的经过下变频的信号的频率，该频率可以建模为：f_l,k＝f_cμ_l,k，其中f_c为载波频率，c是光速；s_k(t)表示信号在第k个时隙段内的复包络，其采样形式为s_k＝[s_k(t₁),…,s_k(t_N)]^T，N为每个时隙内对信号的采样数，F_l,k为时移矩阵，即：F_l,ks_k表示将s_k移位为目标辐射信号在第k个时隙时相对于第l个观测站的时延；S2、计算x，y分别为目标初始位置的横纵坐标分量，v_x，v_y分别为目标速度的横纵坐标分量；其中的每一项为：式中，其中s_k＝[s_k(t₁),…,s_k(t_N)]^T，为s(t_n‑τ_l,k)的梯度；d_l,k＝||p_k‑q_l||S3、解线性方程组B_kd＝‑g_k，得解d_k；S4、设m_k是满足下列不等式的最小非负整数m：其中x_k+1＝x_k+α_kd_k；S5、由校正公式确定B_k+1；S6、令k＝k+1，若k>M_iter，则输出x_k作为定位结果；否则，回到步骤S2。