传感器误差下多基外辐射源雷达定位算法

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当今快速发展的时代下,伴随着隐形飞机、反侦查导弹和电子对抗技术领域的技术日趋成熟,新体制无源探测系统逐渐受到人们重视并成为新型探测技术的研究重点。多基地外辐射源雷达利用非合作外辐射源发射的信号来照射目标,以实现对目标的无源探测和定位,具有监视范围广、隐蔽性好、抗干扰能力强等优势,广泛应用于对海监测、低空通航监视、军事侦察与电子战等领域。在实际应用中,多基地外辐射源雷达网络化协同定位需要来自同一目标的量测是无偏差的,当传感器部署在运动平台(如飞机、舰船),受水流或风力影响接收站位置和速度往往存在随机扰动,传感器误差的存在将严重影响多基地外辐射源雷达组网协同定位性能,本课题主要研究传感器误差下多基地外辐射源雷达定位问题。本文主要的研究内容如下:(1)研究传感器位置误差下多基地外辐射源目标BRD(Bistatic Range Difference)定位问题。引入辅助变量将非线性BRD观测方程伪线性化,建立目标位置和辅助变量的联合估计方程,通过设计权矩阵将观测站位置量测噪声统计特性融入到定位算法。考虑辅助变量与目标位置的关联,提出了两种改进算法:两步加权最小二乘估计算法和约束加权最小二乘算法,进一步提高目标的定位性能,所提算法的定位误差能够达到CRLB(Cramer-Rao Lower Bound)。(2)考虑传感器位置误差对目标定位性能的影响,提出基于迭代约束加权最小二乘(Iterative Constrained Weighted Least Squares,ICWLS)算法的多基地外辐射源BRD定位算法。针对建立的带二次不定等式约束的二次规划模型,提出一种近似迭代算法。ICWLS算法用线性等式约束近似二次不定等式约束,获得的近似优化问题有解析解,仿真验证了算法的有效性。(3)考虑传感器位置和速度误差对运动目标定位性能的影响,研究多基地外辐射源BRD/BRRD(Bistatic Range Rate Difference)定位问题。引入合适的辅助变量,将非线性BRD和BRRD方程伪线性化,考虑辅助变量与目标状态的非线性约束,设计权系数矩阵将传感器位置和速度量测噪声的统计特性融入到定位模型中,建立非凸优化模型。提出了一种基于ICWLS的迭代算法近似估计,仿真验证了算法的有效性。
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