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《机载测角三维无源定位的建模与算法分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、国防科技大学学报第22卷第4期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol122No142000文章编号:1001-2486(2000)04-0085-05*机载测角三维无源定位的建模与算法分析邓新蒲,周一宇,万钧力(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)摘要:在机载测角三维无源定位应用中,采用载机NED(North_East_Down)坐标系作为状态坐标系、选在此坐标系中的目标位置坐标作为状态变量建立状态方程,采用测量系统天线坐标系为测量坐标系建立测量方程,两个坐标系以载机姿态角相关联。
2、本文在此坐标框架下,通过对三个定位模型和四个定位算法的分析和仿真比较,确定了更适合于机载测角三维无源定位应用的模型和算法。关键词:无源定位;滤波模型;滤波算法中图分类号:TN713文献标识码:AModelingandAlgorithmAnalyzingfor3DAngleonlyTargetLocalizationwithAirborneSensorDENGXin-pu,ZHOUY-iyu,WANJun-li(CollegeofElectronicScienceandEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,C
3、hangsha410073,China)Abstract:In3Dangleonlytargetlocalizationsystem,themodelandalgorithmareimportanttobetterestimatetheperformance.Theown-planeNEDinertialreference,theown-planebodyreference,andtheantennareferenceareintroducedtomodelthepositiones-timationproblemwithairbornesensor.The
4、nthreestateequalitiesandfourfilteringalgorithmsarecomparedbysimulationforchoosingthebestone.Keywords:passivelocalization;filteringmodel;filteringalgorithm在反辐射导弹(ARM)发射时,要求利用弹载传感器的方向角测量估计出辐射源的距离,这是一个机载测角三维无源定位问题,需要在时间上积累观测量来实现对辐射源距离的估计,估计是否收[1~3]敛、收敛的速度和精度首先取决于测量系统对目标的可观测性和可估计性,其次取决
5、于定位模型和定位算法。可观测性(observability)回答目标状态(位置、速度等)/是0与/否0可观测的问题。可估计[3]性(estimability),又称为可观测程度(degreeofobservability),它是定量化的可观测性,测量系统对目标的可估计性越好,对目标状态估计的收敛就越快、精度越高。关于对固定目标的测角无源定位,[1]只要观测器运动轨迹与目标不在一条直线上,目标位置就是可观测的,而目标位置的可估计性则由方向角测量精度和观测器与目标的相对运动轨迹确定。观测器的测量和运动决定了可观测性和可估计性,因而对后续数据处理来说,最重要的是要
6、建立反映定位问题本质可观测性和可估计性的定位模型,以及确定合适的滤波算法。1定位模型及其性能比较111坐标系与测量公式机载测角三维无源定位涉及三个坐标系:载机NED坐标系、载机机体坐标系和天线坐标系。载机NED坐标系如图1,坐标原点在载机中心,x轴指向北极,y轴指向东,z轴指向地心。NED系是直角坐标系,在短时间和低速载机情况下,NED系近似为惯性系,因而在此坐标系中建立目标相对载机的运动方程较合适。载机机体坐标系如图2所示,坐标原点在机轴的确定位置上,xc轴为机轴,正向为机头方向,yc*收稿日期:1999-12-27作者简介:邓新蒲(1966-),男,博士
7、生。86国防科技大学学报2000年第4期轴在机身平面,垂直于机轴,zc轴向下垂直于机身平面。载机机体坐标系是载机NED坐标系与天线坐标系进行坐标变换的中间系,以载机NED坐标系为参照测量载机的三个姿态角决定了载机机体坐[1,4]标系与载机NED坐标系的变换关系。图1载机NED坐标系图2载机机体坐标系Fig11Own-planeNEDreferenceFig12Own-planebodyreference取天线的参考方向(如雷达天线光学轴)为x轴,记为xd、取yd轴平行于载机平面构成天线坐标系。测量天线固定在载机上,因而天线坐标系与载机机体坐标系有确定的变换关
8、系。机载系统的测量量有:由载机导航设备测量的载机地速
