失效
一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰抑制方法
崔国龙、袁野、黄鑫、黄大通、葛萌萌、孔令讲、易伟、张天贤
电子科技大学
摘要
该发明公开了一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰抑制方法,涉及雷达多站抗干扰技术领域,特别涉及多站雷达的抗有源转发式欺骗干扰技术。在一定允许误差范围内能有效抑制假目标,筛选出真实目标;椭圆定位的距离假目标往往形成在以雷达阵地为中心的椭圆曲线上,而双曲线定位的距离假目标通常在雷达阵地与真实目标的径向距离方向上,真实目标却依旧集中在同一位置。故利用假目标的分布特性,对两个定位平面进行取交操作,可以保留真实目标,剔除掉假目标。同时,本方法主要在数据级上进行处理,对回波信号模型的前提假设要求较低,符合实际场景应用需求,可直接应用到分布式雷达网络中。
1.一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰方法,包括以下步骤:步骤1:发射站向外发射脉冲串信号,多个节点的接收站接收目标回波信号,接收站的数目大于等于3,对回波信号进行初步的匹配滤波、目标检测处理;得到多个接收站的目标距离参数;步骤2:利用椭圆定位和双曲线定位法循环迭代得到目标的坐标位置,分别得到椭圆定位目标平面和双曲线定位目标平面,若存在距离欺骗干扰,则两个平面中除真实目标外,均存在干扰目标;步骤3:利用真实目标在椭圆和双曲线两定位目标平面中较为集中,而假目标分散的这一特性,划出距离门限,对两个定位目标平面进行“取交”操作,确定真实目标;步骤3-1:双曲线、椭圆定位坐标矩阵,根据循环迭代的双曲线和椭圆定位法,将得到的两种定位目标平面的点进行编号,其坐标矩阵分别表示为 和 其中, 和 为两个行向量,分别表示*、n 1 和n 2 三个站点定位结果的横、纵坐标,可以表示为:*表示第1个接收站或者发射站;步骤3-2:重构定位坐标矩阵,容易发现向量 和 中的元素不一定全为实数,对于复根,进行舍弃,故将舍弃复根后的坐标矩阵重新编号得到对应的坐标矩阵为: 和 根据这两个矩阵分别能够画出双曲线定位目标平面和椭圆定位目标平面,其中,双曲线定位目标平面有K个点,椭圆定位目标平面有L个点;步骤3-3:取交集操作,将X E 作为参考矩阵,X H 作为修正矩阵;可以发现真实目标在两个定位目标平面内都在同一个位置或者离得很近,而假目标却是分散的;利用这一特性,真实目标即为X E 和X H 两个平面中距离最近的两个点;分辨真实目标的具体步骤如下:步骤3-3-1:对于X E 中的第l个目标[x E,l ,y E,l ] T ,在笛卡尔坐标系中将其作为一个圆心,得到表达式(x-x E,l ) 2 +(y-y E,l ) 2 =Gate,其中Gate表示取交集操作的门限;步骤3-3-2:如果X H 中至少有一个目标[x H,k ,y H,k ] T 在上述圆中,即目标[x H,k ,y H,k ] T 满足不等式(x H,k -x E,l ) 2 +(y H,k -y E,l ) 2 ≤Gate;则X E 中的目标[x E,l ,y E,l ] T 会被保留,若X H 中没有任何目标在该圆中,则将目标[x E,l ,y E,l ] T 从X E 中去除;步骤3-3-3:将X E 中的所有目标都重复进行步骤3-3-1和3-3-2的操作,若X E 中目标的个数为1,则停止;若大于1,则将门限Gate减小,Gate=Gate-ε,其中ε表示门限减小的步长;使用减小后的门限,重复上述步骤,直到X E 中目标的个数为1,即为真实目标。
2.如权利要求1所述的一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰方法,其特征在于所述步骤2的具体方法为:步骤2-1:从多个接收站中选出3个接收站,根据选出的3个接收站的目标距离参数采用双曲线定位方法,计算出这3个接收站的定位目标平面;步骤2-2:从多个接收站中任意选出另外的3个接收站组合,重复步骤2-1,直到循环迭代完所有3个接收站点的组合;将所有计算出的定位目标平面结合,得到双曲线定位目标平面;步骤2-3:从多个接收站中选出3个接收站,根据选出的3个接收站的目标距离参数采用椭圆定位方法,计算出这3个接收站的定位目标平面;步骤2-4:从多个接收站中任意选出另外的3个接收站组合,重复步骤2-3,直到循环迭代完所有3个接收站点的组合;将所有计算出的定位目标平面结合,得到椭圆定位目标平面。
3.如权利要求1或2所述的一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰方法,其特征在于所述步骤2的具体方法为:设步骤1得到的多个接收站的目标距离参数为:其中R表示多接收站的目标距离参数矩阵,r 1 r 2 … r N 表示第1到第N个接收站的目标距离参数,其中r n,m 表示测得的第n个接收站的第m个目标的径向距离,M表示目标总数;步骤2-1:循环迭代双曲线定位;步骤2-1-1:从N个接收站中选出3个接收站,并规定第1个接收站固定为参考接收站;设本次选择了第1、n 1 和n 2 接收站进行定位操作,其对应矩阵R的第1、n 1 和n 2 行距离参数,得到如下关系式 其中, 表示矩阵R的第n行第m n 列,a n =(r 1 -r n )/2表示以第1和第n个接收站为焦点的双曲线的长半轴;根据目标和接收站的坐标,可以表示出目标距离发射站的距离r T 和接收站的距离r n : 和 其中(x,y)为目标当前时刻坐标,(x T ,y T )为发射站的坐标,(x n ,y n )为第n个接收站的坐标;步骤2-1-2:为了求解上述方程组,利用经典的Chan算法可以得到如下表达式其中 表示估计目标的坐标矩阵,将其带入 中,得到 结合该式和(1)式,可以得到结果 该结果可能为复根,若为复根,则舍去;步骤2-2:任意另选2个接收站,结合参考接收站,重复步骤2-1,直到循环迭代完所有站点组合;所有定位坐标结合,得到双曲线定位目标平面;步骤2-3:循环迭代椭圆定位,每一次均选取3个站点循环迭代,其中一个为发射站,另外两个为接收站进行定位操作;并规定发射站为参考接收站;设本次选择了n′ 1 和n′ 2 接收站进行定位操作,步骤2-3-1:类似的,可以得到椭圆定位的方程组式中,a' n′ =(r T +r n′ )/2,表示以发射站和第n′个接收站为焦点的椭圆的长半轴, 表示矩阵R的第n′行第m n′ 列;步骤2-3-2:对于第n′ 1 和第n' 2 个接收机,可以得到其中, 类似于双曲线定位,将 改写为 结合该式和(2)式,得到最后的定位目标坐标 步骤2-4:任意另选2个接收站,结合发射站,重复步骤2-3,直到循环迭代完所有站点组合;所有定位坐标结合,得到椭圆定位目标平面。
4.如权利要求1所述的一种分布式椭圆双曲线联合定位抗距离欺骗干扰方法,其特征在于所述步骤3-3-3中所述门限和步长选取方法为:步骤3-3-3-1:定义估计目标位置 和真实位置(x,y)的测距误差为 当无距离欺骗干扰时,利用双曲线、椭圆定位法分别找到目标位置的估计值,分别记为(x H ,y H )和(x E ,y E ),因此,得到无干扰平面的目标位置估计值 此时得到目标在(x,y)时的定位误差 步骤3-3-3-2:对步骤3-3-3-1进行100次蒙特卡洛仿真,取误差的最大值作为初始门限,即 其中 表示第t次蒙特卡洛仿真计算得到的误差值;步骤3-3-3-3:得到目标在(x,y)处的步长为:







