CN104656059A - 一种改进的测向定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的测向定位方法。包括步骤（1）平行的来波示向度检测，去除平行的来波示向度；（2）所剩余的监测站，任意三个监测站作为一组进行定位精度检测，计算三个监测站到初始定位点的理论示向度，计算测量示向度与该理论示向度的差值；（3）分析步骤（2）中各差值精度，根据预设的误差值门限进行示向度精度过滤，保留高精度示向度及其监测站；（4）对于每一组监测站，重复步骤（2）和步骤（3），最后得到保留下的高精度示向度及其监测站；（5）利用保留下的高精度示向度及其监测站进行交叉定位，得到信号的定位结果。本发明对每个监测站来波的示向度的准确性进行预判，筛选出定位精度较高的监测站，提高了多站测向定位精度。

Description

一种改进的测向定位方法

技术领域

本发明涉及一种改进的测向定位方法，属于无线电监测领域领域。

背景技术

在无线电监测领域中，测向定位是解决目标无源定位的一种方法。它需要利用方向性天线或天线阵在多个监测站对目标辐射源的来波方向进行测量，然后根据各监测站之间的地理分布信息和来波方向信息，确定目标源的地理位置。

在多站测向定位中，传统的做法是利用两两监测站间的来波方向(示向度)进行交叉定位，获得两条示向度的交点，再通过统计加权的方法统计所有示向度交点，以获得最佳估计坐标。

该方法在各监测站合理布局的下进行测向定位，效果良好。但是如果某个监测站得到的来波方向受到第二目标源的干扰导致其偏离预计方向，或者示向度交角极大或极小而导致距离误差增大，都将造成后续测向定位计算的精度降低。因此，传统的交叉定位算法存在一个无法统一的矛盾：在目标源坐标未知的情况下，无法判断单一示向度的准确性其空间分布的合理性，若将低精度的示向度引入测向定位算法中，不但不能利用统计加权方法提高精度，反而会导致测向精度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的测向定位方法，解决传统的交叉定位算法测向精度不高的问题。通过本发明，筛选出定位精度较高的监测站，提高多站侧向定位的精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种改进的测向定位方法，包括如下步骤：

(1)检测所有监测站的示向度，去除平行或接近平行的两个监测站中其中一个监测站的示向度；

(2)所剩余的监测站，任意三个监测站作为一组进行定位精度检测，利用三站定位方法，计算得到初始定位点，通过初始定位点和三个监测站的地理位置，计算三个监测站到初始定位点的理论示向度，计算测量示向度与该理论示向度的差值；

(3)分析步骤(2)中各差值精度，根据预设的误差值门限进行示向度精度过滤，保留高精度示向度及其监测站；

(4)对于每一组监测站，重复步骤(2)和步骤(3)，最后得到保留下的高精度示向度及其监测站；

(5)利用保留下的高精度示向度及其监测站进行交叉定位，得到信号的定位结果。

具体地，所述步骤(1)具体实现方式为：

(11)检测n个监测站的示向度；

(12)判断两两检测站间方位角与示向度的夹角，该夹角值小于5°或大于175°，即两监测站平行或接近平行；

(13)随机保留两个平行或接近平行的监测站中其中一个监测站的示向度，则剩余n′个监测站的示向度。

进一步地，所述步骤(2)的具体实现方式为：

(21)以任意三监测站进行交叉定位计算，共获得组估计坐标，个交会点，个交叉角；

(22)对于每个估计坐标，都对应了三个监测站，分别计算估计坐标和三个监测站的理论示向度为，j＝1,2,3，计算测量得示向度和理论示向度之差。

再进一步地，所述步骤(3)中，根据预设的误差值门限进行示向度精度过滤的过程为：

(31)设存在一偏差阈值，依次对M组示向度差进行阈值判断，若均满足，则记录该组对应的3个监测站索引；若不满足，则继续判断；

(32)统计步骤(31)所得到的M组监测站索引，此时获得P个监测站示向度索引，剩余M-P个示向度索引即为错误示向度索引。

对保留到的P个监测站及其示向度进行交叉定位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明对每个监测站来波的示向度的准确性进行预判，以便在算法中去除低精度示向度，筛选出定位精度较高的监测站，提高了多站测向定位的精度。

附图说明

图1为原测向定位方法流程图。

图2为本发明的测向定位方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、2所示，一种改进的测向定位方法，包括如下步骤：

(1)在n个监测站示向度中，判断两两监测站间方位角与示向度的夹角，方位角与示向度间的夹角极小(小于5°或大于175°)，即两监测站位角与示向度平行或接近平行，则随机保留其中一个监测站的示向度，最后剩余n′个监测站的示向度。

(2)在n′个监测站示向度交叉角正常的情况下，以任意三站进行交叉定位计算，共获得组估计坐标，个交会点，个交叉角。

(3)对于每个估计坐标，都对应了三个监测站，分别计算估计坐标和三个监测站的理论示向度为，j＝1,2,3，计算测量得示向度和理论示向度之差。

(4)根据预设的误差值门限对进行判断，具体判断流程如下：

(41)设存在一偏差阈值，依次对M组示向度差进行阈值判断，若均满足，则记录该组对应的3个监测站索引；若不满足，则继续判断；

(42)统计步骤(31)所得到的M组监测站索引，此时获得P个监测站示向度索引，剩余M-P个示向度索引即为错误示向度索引。

(5)对保留到的P个监测站及其示向度进行交叉定位，统计步骤(4)所得P个监测站，若P个数为0，则选择步骤(2)中所有叉角及交会点进行交叉定位；若P个数不为0，则选择步骤(4)中P个监测站涉及的交叉角及交会点进行交叉定位。交叉定位流程如下：

(51)根据监测站示向度方差及交叉角的值进行权值赋值，如表1所示：

表1

示向度方差Vi	权重	交叉角	权重
					1		1
	2	或	2
					3	或	3
	4	或	7
						或	13

(52)根据权重计算最佳交会点坐标)及修正后的示向度，公式如下：

${\mathrm{\λ}}_s=\frac{\underset{i,j=1(i\≠j)}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\λ}}_{\mathrm{sij}}\·\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\·\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_j}\·\frac{1}{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}})}{\underset{i,j=1(i\≠j)}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_i}\·\frac{1}{{\mathrm{\δ}}_j}\·\frac{1_{}}{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{ij}}})}---(5-2-1)$

(6)计算概率椭圆长轴a、短轴b，单位km，偏转角α：

$a=\sqrt{\frac{1}{C+B\tan }[-2\ln (1-P)]}---(6-1)$

$b=\sqrt{\frac{1}{A-B\tan \mathrm{\α}}[-2\ln (1-P)]}---(6-2)$

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}\arctan \frac{2B}{C-A}---(6-3)$

式中：P为椭圆概率，一般选80％～90％，A、B、C参数计算如下：

$A=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_i}{D_i^2\·V_i^2}---(6-4)$

$B=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i\·\cos {\mathrm{\θ}}_i}{D_i^2\·V_i^2}---(6-5)$

$C=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}{D_i^2\·V_i^2}---(6-6)$

其中θis表示第i个监测站的示向度，Vi表示其示向度方差，Di表示测向站i与最佳交会点的距离，单位km，计算如下式：

本发明对每个监测站来波的示向度的准确性进行预判，以便在算法中去除低精度示向度，筛选出定位精度较高的监测站，提高了多站测向定位的精度。

根据上述实施例，就可以较好地实现本发明，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种改进的测向定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）检测所有监测站的示向度，去除平行或接近平行的两个监测站中其中一个监测站的示向度；

（2）所剩余的监测站，任意三个监测站作为一组进行定位精度检测，利用三站定位方法，计算得到初始定位点，通过初始定位点和三个监测站的地理位置，计算三个监测站到初始定位点的理论示向度，计算测量示向度与该理论示向度的差值；

（3）分析步骤（2）中各差值精度，根据预设的误差值门限进行示向度精度过滤，保留高精度示向度及其监测站；

（4）对于每一组监测站，重复步骤（2）和步骤（3），最后得到保留下的高精度示向度及其监测站；

（5）利用保留下的高精度示向度及其监测站进行交叉定位，得到信号的定位结果。

2.根据权利要求1所述的一种改进的测向定位方法，其特征在于，所述步骤（1）具体实现方式为：

（11）检测n个监测站的示向度；

（12）判断两两检测站间方位角与示向度的夹角，该夹角值小于5°或大于175°，即两监测站平行或接近平行；

（13）随机保留两个平行或接近平行的监测站中其中一个监测站的示向度，则剩余n′个监测站的示向度。

3.根据权利要求 2所述的一种改进的测向定位方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体实现方式为：

（21）以任意三监测站进行交叉定位计算，共获得组估计坐标，个交会点，个交叉角；

（22）对于每个估计坐标，都对应了三个监测站，分别计算估计坐标和三个监测站的理论示向度为，j=1,2,3，计算测量得示向度和理论示向度之差。

4.根据权利要求3所述的一种改进的测向定位方法，其特征在于，所述步骤（3）中，根据预设的误差值门限进行示向度精度过滤的过程为：

（31）设存在一偏差阈值，依次对M组示向度差进行阈值判断，若均满足，则记录该组对应的3个监测站索引；若不满足，则继续判断；

（32）统计步骤（31）所得到的M组监测站索引，此时获得P个监测站示向度索引，剩余M-P个示向度索引即为错误示向度索引。