无源跟踪观测信息的融合优化滤波算法研究.pdf

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1、2010年第6期乔耀莹，等：无源跟踪观测信息的融合优化滤波算法研究文章编号：1006—1630(2010)06—0035—03无源跟踪观测信息的融合优化滤波算法研究乔耀莹1，乔梁2(1．中国传媒大学信息工程学院，北京100024f2．广东金融学院，广东广州510521)摘要：为充分利用探测设备可测得的到达时间、到达方向和多普勒频率等空域、时域与频域信息，提出了一种新的单站无源定住系统数据融合优化滤波算法。给出了算法的基本原理及其模型。仿真结果表明：与传统算法相比，该算法具更好的定位精度和收敛速度，是一种有效、可行的定位算法。关键词：无源

2、定位；数据融合；到达时间；到达角；多普勒频率；最优化中图分类号：TN953文献标示码：AResearchonDataFusionOptimizationFilteringAlgorithmofPassiveTrackingMeasurementInformationQIAOYao—yin91，QIAOLian92(1．SchoolofInformationEngineering，CommunicationUniversityofChina，Beijing100024，China；2．GuangdongUniversityofFinanc

3、e，GuangzhouGuangdong510521，China)Abstract：Tomakefulluseofspatialandtemporalinformationaswellasfrequencyrangeinformationwhichweretimeofarrive(TOA)，directionofarrive(DOA)andDopplerfrequencymeasurementsmeasuredsynchronouslybymodernelectronicdetectingequipmentinsingleobserve

4、rpassivelocationandtrackingsystem，anewfusionoptimizationfilteringalgorithmwasputforwardinthispaper．Theprincipleandmodeloftheproposedalgorithmwerepresented．Thesimulationresultsshowedthatthismethodhadbetteraccuracyandconvergenceratethantheconventionalalgorithms．Keywords：Pa

5、ssivelocation；Datafusion；Timeofarrival；Directionofarrive；Dopplerfrequency；Optimization0引言无源定位与跟踪的研究始于20世纪60年代，现已取得了令人瞩目的成就[1~4]。特别地，单站无源定位因可在不暴露自身探测位置信息的基础上实现对来自陆、海、空的运动辐射源的定位，具有隐蔽性和高度的独立性等特点而倍受重视。文献E23提出了联合径向加速度和角度信息的单站无源定位方法；文献[3]研究了将加权最小二乘估计与卡尔曼滤波相结合的无源定位方法，但上述方法仅利用了加

6、速度和时间差等少量的测量信息，并未根据实际充分利用各种探测信息。在环境越来越复杂的现代战争中，采用单一传感器的跟踪系统精确跟踪目标，尤其是高速、大机动目标是非常困难的。事实上，由于在现代条件下定位系统不仅可测量目标的时域、空域信息，而且能测量目标的频域等大量信息，对各种探测信息进行融合优化可充分利用这些观测量进行定位，提高无源定位的定位性能。数据融合是将源自多个空间分布的传感器和信息源的数据与信息进行联合、相关和组合以获得对所关心目标精确的位置估计的实时处理过程。迄今为止，国内对利用多种探测信息对机动目标进行无源定位与跟踪方面的研究较少

7、。基于文献E5--,8-1，本文研究了一种利用辐射源时域、频域和空域参数信息的对机动辐射源进行无源跟踪的信息融合优化滤波算法。收稿日期：2009-03-09；修回日期：2009-04-07磊者简介：乔耀莹(198；二)，女，硕士生，主要研究方向为数字信1数学模型建立号处理。设定位系统可由各种传感器同时量测得射源的上海航天AEROSPACESHANGHAI2010年第6期时域、空域和频域信息，能用于定位的测量参数子集分别为{卢，e，／3，AToA)，{／3,e，卢，厂d)，前者利用了时域和空域参数，后者利用了频域和空域参数，分别称为系统系

8、统I、Ⅱ。此处：p，￡，△ToA分别为方位角、俯仰角和到达时间差；^为多普勒频率。设2个系统的状态矢量分别为墨=[ztYIz^立^多^圣IA丁畦]T；x：=[zIYIzI立I多^之^t／^]T．式中：^为信