CN112816971B - 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置 - Google Patents

分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112816971B
CN112816971B CN202011637565.2A CN202011637565A CN112816971B CN 112816971 B CN112816971 B CN 112816971B CN 202011637565 A CN202011637565 A CN 202011637565A CN 112816971 B CN112816971 B CN 112816971B
Authority
CN
China
Prior art keywords
estimation result
noise
value
error term
position estimation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011637565.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112816971A (zh
Inventor
吴晓平
祁亨年
沈娅娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Yuanda Aluminum Co ltd
Original Assignee
Huzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huzhou University filed Critical Huzhou University
Priority to CN202011637565.2A priority Critical patent/CN112816971B/zh
Publication of CN112816971A publication Critical patent/CN112816971A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112816971B publication Critical patent/CN112816971B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于雷达波目标检测领域，特别是一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法和装置，方法包括：在待检测区域布设位置确定的发射机和接收机；测量P组所述发射机‑目标‑所述接收机之间的时间延迟TD；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；将测量得到的所有时间延迟TD值发送至数据处理装置，所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含所述噪声；消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值；根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计。本发明能够提高雷达波系统中目标位置估计的准确度。

Description

分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法和装置
技术领域
本发明属于雷达波目标检测领域，特别是一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法和装置。
背景技术
分离式MIMO雷达波天线系统可以实现目标位置的估计，已成为一种较为流行的雷达波定位系统。传统的分离式MIMO雷达波系统通过栅格搜索技术确定目标位置，该方法的计算复杂度较高。为此提出了基于测距的目标位置估计方法，主要的测距技术包括基于时间延迟(TD)测距技术，具体为：发射机发送雷达波信号，该信号由目标反射后，接收机接收到该信号，将从发射机-目标-接收机的传送时间称为时间延迟(TD)。时间延迟乘以信号传播速度即为信号传播距离。该方法在使用时，因为时间延迟的测量存在噪声，导致目标位置的估计也存在误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法和装置，以解决现有技术中的不足，它能够提高雷达波系统中目标位置估计的准确度。
本发明采用的技术方案如下：
一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，所述方法包括：在待检测区域布设位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数；测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；将测量得到的所有时间延迟TD值发送至数据处理装置，所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含所述噪声；利用噪声均值为零的性质消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值；根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项；包括：根据测量得到的所述时间延迟TD值获得传播距离的测量值；建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，所述建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；具体如下：
建立如下第一模型关系：
di,j＝||u-ti||+||u-sj||+ni,j   (1)
式(1)中，i＝1,2,....,M，j＝1,2,......N，ti表示第i个发射机的位置、u表示所述目标物体的位置、sj表示第j个所述接收机的位置，di,j表示对应的传播距离，ni,j代表噪声，可认为ni,j服从均值为零，方差为
Figure GDA0003849821630000021
的高斯分布；
将式(1)||u-sj||及ni,j项移至等式左边，两边平方，基于近似忽略二次高阶项
Figure GDA0003849821630000022
得到：
Figure GDA0003849821630000023
其中，式(2)中，rj＝||u-sj||；
定义新未知向量x＝[uT rT]T，r＝[r1 r2......rM]T，将式(2)表述为如下线性方程：
Ax＝b+α   (3)
其中：A的行向量表示为[A](i-1)×N+j,:＝[2(sj-ti)T 0j-1 2di,j 0N-j]；
b的行元素值表示为
Figure GDA0003849821630000024
α＝Bn，B为对角矩阵，其对角元素值为[B](i-1)×N+j,(i-1)×N+j＝-2||u-ti||；
噪声向量n的元素值为[n](i-1)×N+j＝ni,j。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项，包括：
基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得新未知向量x的解析解和新未知向量误差Δx的解析解分别如下：
x＝(ATWA)-1ATWb   (4)
Δx＝(ATWA)-1ATWα   (5)
其中，W为权重矩阵，W＝E(αTα)-1；
根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从新未知向量的解析解中提取目标物体的位置估计结果，从新未知向量误差的解析解中提取目标物体的位置估计结果的误差项。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，所述消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值；包括：
通过求解所述误差项的期望值来消除所述噪声，并将所述期望值作为补偿值。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，将所述误差项的期望值作为补偿值，包括：
将新未知向量误差的期望值作为第一补偿值；
根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从所述第一补偿值中提取用于目标物体的位置估计结果的第二补偿值。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，所述根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，包括：将所述位置估计结果减去所述补偿值。
如上所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其中，优选的是，所述位置确定的发射机和接收机的位置信息通过人工标定或GPS方式获取。
本申请的再一实施例提供一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计装置，所述装置包括：
在待检测区域布设的位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数；
测量装置，测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；
数据处理装置，用于接收所述测量装置测量得到的所有时间延迟TD值，并处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含噪声；且用于利用噪声均值为零的性质消除所述误差项中的噪声获得补偿值；以及根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计。
与现有技术相比，本发明由于所述测量得到的时间延迟TD包含噪声，因此在数据处理时，借助所有测量数据，且充分考虑位置估计结果误差项中包含的噪声，借助所有测量数据对应的噪声的平均值为零来消除所述误差项中的噪声获得补偿值；然后根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，而不是直接用误差项去修正所述位置估计结果，保证了目标位置估计的准确度。
附图说明
图1是本发明的一实施例提供的一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法示意图。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的一实施例提供了一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，如图1所示，所述方法包括：
S1，在待检测区域布设位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数。
需要说明的是，待检测区域是指存在待检测位置目标物体的区域，在该区域布设，发射机和接收机，发射机的数量M和接收机数量N均为大于1的正整数。示例性的，发射机布设2～100个，且分离布设；接收机布设2～100个，且分离布设；针对布设的发射机和接收机可以通过人工标定或GPS方式获取其位置，使其位置为位置确定。
S2，测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；
S3，将测量得到的所有时间延迟TD值发送至数据处理装置，所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含所述噪声；
S4，消除所述误差项中的噪声获得补偿值；
S5，根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计。
本申请中，由于所述测量得到的时间延迟TD包含噪声，因此在数据处理时，借助多个发射机-接收机的共同合作获得的所有测量数据，且充分考虑位置估计结果误差项中包含的噪声，借助所有测量数据对应的噪声的平均值为零来消除所述误差项中的噪声获得补偿值；然后根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，而不是直接用误差项去修正所述位置估计结果，保证了目标位置估计的准确度。
步骤S3所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项，可以采用各种数据处理方法实现，包括但不限于最大似然估计方法，或者通用的线性代数法，这些方法均可以获得估计结果，以及对应的误差项；但是，最大似然估计方法在弱噪声范围内，具有较好的定位精度，但其数值计算方法依赖于初始解的选择。若其初始解没有足够靠近真实值，有可能陷入局部最优，为此本实施例提出了加权线性最小二乘法。该方法将计算结果直接表示为代数解析解形式，避免了初始解的选择问题，亦具有较高的定位精度，计算复杂度较低，计算过程也较快。具体的，本实施可以采用的该方法采用以下步骤实现该过程，包括：
S31，根据测量得到的所述时间延迟TD值获得传播距离的测量值；
具体的，测量得到的所述时间延迟TD值乘信号传播速度，即为传播距离的测量值。
S32，建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；
具体的，建立如下第一模型关系：
di,j＝||u-ti||+||u-sj||+ni,j   (1)
式(1)中，i＝1,2,....,M，j＝1,2,......N，ti表示第i个发射机的位置、u表示所述目标物体的位置、sj表示第j个所述接收机的位置，di,j表示对应的传播距离，ni,j代表噪声，可认为ni,j服从均值为零，方差为
Figure GDA0003849821630000051
的高斯分布；
将式(1)||u-sj||及ni,j项移至等式左边，两边平方，基于近似忽略高阶项得到：
Figure GDA0003849821630000061
其中，式(2)中，rj＝||u-sj||；
定义新未知向量x＝[uT rT]T，r＝[r1 r2......rM]T，将式(2)表述为如下线性方程：
Ax＝b+α   (3)
其中：A的行向量表示为[A](i-1)×N+j,:＝[2(sj-ti)T 0j-1 2di,j 0N-j]；
b的行元素值表示为
Figure GDA0003849821630000062
α＝Bn，B为对角矩阵，其对角元素值为[B](i-1)×N+j,(i-1)×N+j＝-2||u-ti||；
噪声向量n的元素值为[n](i-1)×N+j＝ni,j。
通过以上步骤实现的数据处理，充分考虑在噪声的影响，更接近真实，为目标位置的准确估计奠定基础。
S33，基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项。
具体的，基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得新未知向量x的解析解和新未知向量误差Δx的解析解分别如下：
x＝(ATWA)-1ATWb   (4)
Δx＝(ATWA)-1ATWα   (5)
其中，W为权重矩阵，W＝E(αTα)-1；
根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从新未知向量的解析解中提取目标物体的位置估计结果，从新未知向量误差的解析解中提取目标物体的位置估计结果的误差项。
在该实施例中，所述消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值；可以包括：
通过求解所述误差项的期望值来消除所述噪声，并将所述期望值作为补偿值。
在该实施例中，将所述误差项的期望值作为补偿值，可以包括：将新未知向量误差的期望值作为第一补偿值。根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从所述第一补偿值值中提取用于目标物体的位置估计结果的第二补偿值。
在该实施例中，所述根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，可以包括：将所述位置估计结果减去所述补偿值。
以上实施例在实施过程中，因为新未知向量和目标位置具有同等地位的变量作用，作为本申请另一个实施例，以新未知向量的修正为实现目标，基于修正之后的新未知向量求解目标位置，并不影响目标位置的估计准确度，下面将介绍基于该思想的实施例，如下：
待检测区域布设M个发射机和N个接收机,它们的位置坐标都为已知值，分别表示为ti、sj。在该空间区域内同时存在着一待定位目标，其位置表示为u。M个发射机发送雷达波信号，该信号被目标(其位置为u)反射后，然后该反射信号被N个接收机所接收，形成了时间延迟TD测量，该TD测量值乘以信号传播速度后为传播距离di,j，有关系式：
di,j＝||u-ti||+||u-sj||+ni,j   (1)
式(1)中，i＝1,2,......,M，j＝1,2,....,N，ni,j为测量噪声，可认为ni,j服从均值为零，方差为
Figure GDA0003849821630000071
的高斯分布。
将式(1)||u-sj||及ni,j项移至等式左边，两边平方，忽略二次高阶项
Figure GDA0003849821630000072
可以得到
Figure GDA0003849821630000073
式(2)中，rj＝||u-sj||，定义新未知向量x＝[uT rT]T，r＝[r1 r2…rM]T，则式(2)又可表示为
Ax＝b+α   (3)
式(3)中，A的行向量表示为[A](i-1)×N+j,:＝[2(sj-ti)T 0j-1 2di,j 0N-j]，b的行元素值表示为
Figure GDA0003849821630000074
α＝Bn，B为对角矩阵，其对角元素值为[B](i-1)×N+j,(i-1)×N+j＝-2||u-ti||，噪声向量n的元素值为[n](i-1)×N+j＝ni,j，则式(3)中关于x的加权线性最小二乘求解表示为：
x＝(ATWA)-1ATWb   (4)
式(4)中，权重矩阵W＝E(αTα)-1，根据α的定义，E(αTα)又可以表示为E(αTα)＝BTΣB，Σ为噪声方差矩阵，Σ也为对角矩阵，其对角元素值为
Figure GDA0003849821630000081
由于噪声的存在，x的估计值存在误差。若将x的估计误差表示为Δx，则
Δx＝(ATWA)-1ATWα   (5)
由于矩阵A当中元素di,j也存在噪声，将A的噪声表示为ΔA。
根据矩阵A的定义，ΔA的行向量值表示为[ΔA](i-1)×N+j,:＝[0T 0j-1 2ni,j 0N-j]。由于α＝Bn，因此对Δx有求期望值来消除噪声，有以下关系：
E(Δx)≈(ATWA)-1E(ATWα)   (6)
E(ATWα)＝E(ΔATWα)。
将ΔA代入，进一步计算可得E(ATWα)＝CTWΣ，将E(Δx)表示为补偿值η，因此式(6)可进一步表示为
η＝(ATWA)-1CTWΣ   (7)
式(7)中，C值定义为[C](i-1)×j+N＝[0T 0j-14||u-t1||0N-j]。
将补偿后估计值表示为
Figure GDA0003849821630000082
其值为
Figure GDA0003849821630000083
根据向量x的定义，从式(8)补偿之后的
Figure GDA0003849821630000084
的求解结果当中取出u即可得到其位置估计值。
本实施例由于所述测量得到的时间延迟TD包含噪声，因此在数据处理时，借助所有测量数据，且充分考虑位置估计结果误差项中包含的噪声，借助所有测量数据对应的噪声的平均值为零来消除所述误差项中的噪声获得补偿值；然后根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，而不是直接用误差项去修正所述位置估计结果，保证了目标位置估计的准确度。
本申请的再一实施例提供了一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计装置，所述装置包括：
在待检测区域布设的位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数；
测量装置，测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；
数据处理装置，用于接收所述测量装置测量得到的所有时间延迟TD值，并处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含噪声；
且用于利用噪声均值为零的性质消除所述误差项中的噪声获得补偿值；以及根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，所述方法包括：
在待检测区域布设位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数；
测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；
将测量得到的所有时间延迟TD值发送至数据处理装置，所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含所述噪声；
利用噪声均值为零的性质消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值；
根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计；
其中：所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项；包括：
根据测量得到的所述时间延迟TD值获得传播距离的测量值；
建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；
基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项；
其中：所述建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；具体如下：
建立如下第一模型关系：
di,j＝||u-ti||+||u-sj||+ni,j    (1)
式(1)中，i＝1,2,....,M，j＝1,2,......N，ti表示第i个发射机的位置、u表示所述目标物体的位置、sj表示第j个所述接收机的位置，di,j表示对应的传播距离，ni,j代表噪声，ni,j服从均值为零，方差为的高斯分布；
将式(1)||u-sj||及ni,j项移至等式左边，两边平方，基于近似忽略二次高阶项得到：
其中，式(2)中，rj＝||u-sj||；
定义新未知向量x＝[uT rT]T，r＝[r1 r2 ...... rM]T，将式(2)表述为如下线性方程：
Ax＝b+α    (3)
其中：A的行向量表示为[A](i-1)×N+j,:＝[2(sj-ti)T 0j-1 2di,j 0N-j]；
b的行元素值表示为
α＝Bn，B为对角矩阵，其对角元素值为[B](i-1)×N+j,(i-1)×N+j＝-2||u-ti||；
噪声向量n的元素值为[n](i-1)×N+j＝ni,j。
2.根据权利要求1所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项，包括：
基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得新未知向量x的解析解和新未知向量误差Δx的解析解分别如下：
x＝(ATWA)-1ATWb    (4)
Δx＝(ATWA)-1ATWα    (5)
其中，W为权重矩阵，W＝E(αTα)-1；
根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从新未知向量的解析解中提取目标物体的位置估计结果，从新未知向量误差的解析解中提取目标物体的位置估计结果的误差项。
3.根据权利要求2所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，所述消除所述误差项中的所述噪声获得补偿值，包括：
通过求解所述误差项的期望值来消除所述噪声，并将所述期望值作为补偿值。
4.根据权利要求3所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，将所述误差项的期望值作为补偿值，包括：
将新未知向量误差的期望值作为第一补偿值；
根据与目标物体的位置变量与新未知向量的关系，从所述第一补偿值中提取用于目标物体的位置估计结果的第二补偿值。
5.根据权利要求1所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，所述根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计，包括：
将所述位置估计结果减去所述补偿值。
6.根据权利要求1所述的分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计方法，其特征在于，所述位置确定的发射机和接收机的位置信息通过人工标定或GPS方式获取。
7.一种分离式MIMO雷达波系统中目标位置的估计装置，其特征在于，所述装置包括：
在待检测区域布设的位置确定的发射机和接收机，其中；所述发射机的数量为M，所述接收机的数量为N，M和N均大于1的正整数；
测量装置，测量P组所述发射机-目标物体-所述接收机之间的时间延迟TD；其中，P＝M*N；所述测量得到的时间延迟TD包含噪声；
数据处理装置，用于接收所述测量装置测量得到的所有时间延迟TD值，并处理数据，获得位置估计结果和其误差项，所述误差项包含噪声；且用于利用噪声均值为零的性质消除所述误差项中的噪声获得补偿值；以及根据所述补偿值修正所述位置估计结果实现目标位置的估计；
其中：所述数据处理装置处理数据，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项；包括：
根据测量得到的所述时间延迟TD值获得传播距离的测量值；
建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；
基于加权最小二乘法求解代入所述测量值的线性方程，获得位置估计结果和位置估计结果的误差项；
其中：所述建立反映传播距离、所述发射机的位置、所述目标物体的位置、所述接收机的位置关系的第一模型关系，并以近似化方法处理所述第一模型关系来建立线性方程；具体如下：
建立如下第一模型关系：
di,j＝||u-ti||+||u-sj||+ni,j    (1)
式(1)中，i＝1,2,....,M，j＝1,2,......N，ti表示第i个发射机的位置、u表示所述目标物体的位置、sj表示第j个所述接收机的位置，di,j表示对应的传播距离，ni,j代表噪声，ni,j服从均值为零，方差为的高斯分布；
将式(1)||u-sj||及ni,j项移至等式左边，两边平方，基于近似忽略二次高阶项得到：
其中，式(2)中，rj＝||u-sj||；
定义新未知向量x＝[uT rT]T，r＝[r1 r2 ...... rM]T，将式(2)表述为如下线性方程：
Ax＝b+α    (3)
其中：A的行向量表示为[A](i-1)×N+j,:＝[2(sj-ti)T 0j-1 2di,j 0N-j]；
b的行元素值表示为
α＝Bn，B为对角矩阵，其对角元素值为[B](i-1)×N+j,(i-1)×N+j＝-2||u-ti||；
噪声向量n的元素值为[n](i-1)×N+j＝ni,j。
CN202011637565.2A 2020-12-31 2020-12-31 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置 Active CN112816971B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011637565.2A CN112816971B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011637565.2A CN112816971B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112816971A CN112816971A (zh) 2021-05-18
CN112816971B true CN112816971B (zh) 2023-04-07

Family

ID=75857605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011637565.2A Active CN112816971B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112816971B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114488051B (zh) * 2022-02-14 2024-05-28 中国科学院国家天文台 阵列雷达的系统延迟估计方法、装置及电子设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006112831A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Mitsubishi Electric Research Laboratories Method and system for estimating time of arrival of signals using multiple different time scales
KR100973585B1 (ko) * 2005-12-10 2010-08-02 한국전자통신연구원 Ｍｉｍｏ 이동 통신 시스템에서 타이밍 에러와 주파수오프셋을 추정하는 방법 및 그 장치
US10236948B2 (en) * 2016-10-27 2019-03-19 Korea University Research And Business Foundation MIMO systems with independent oscillators and phase noise mitigation method thereof
CN107064896B (zh) * 2017-03-30 2019-12-10 南京信息工程大学 基于截断修正sl0算法的mimo雷达参数估计方法
CN108107421A (zh) * 2017-12-26 2018-06-01 北京锐安科技有限公司 一种室内测距方法和装置
CN110133631B (zh) * 2019-06-11 2020-11-03 电子科技大学 一种基于模糊函数的频控阵mimo雷达目标定位方法
CN111596287A (zh) * 2020-04-15 2020-08-28 中国人民解放军63892部队 一种分布式mimo雷达系统运动目标定位方法
CN112068099B (zh) * 2020-07-31 2023-12-22 西安电子科技大学 基于误差补偿的多辐射源快速定位测速方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112816971A (zh) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106464390B (zh) 用于校准用于机动车的mimo雷达传感器的方法
CN109633592B (zh) 运动观测站误差下外辐射源雷达时差与频差协同定位方法
CN109597040B (zh) 一种星载sar影像无场几何定标方法
CN107064861A (zh) 用于估计到达角的设备以及用于波束成形的设备
CN112965146B (zh) 一种结合气象雷达与雨量桶观测数据的定量降水估算方法
CN108717181B (zh) 一种新型室外场静态rcs前置联动标校测试方法
CN108957433B (zh) 一种双基地雷达高精度测距装置及方法
CN109239686B (zh) 一种针对分布式mimo雷达目标定位的发射机和接收机布局方法
CN112816971B (zh) 分离式mimo雷达波系统中目标位置的估计方法和装置
CN109507635A (zh) 利用两个未知方位辅助源的阵列幅相误差估算方法
CN101464514B (zh) 步进频率雷达系统的校准方法与校准处理器
JP2022520003A (ja) マルチ入力‐マルチ出力レーダセンサのキャリブレーション装置および方法
CN109031190B (zh) 一种高重频脉冲信号无源时差定位方法
CN108761384B (zh) 一种抗差的传感器网络目标定位方法
CN113030887B (zh) 基于毫米波雷达的安装角度下线标定方法及装置
CN110940973B (zh) 一种用于雷达目标检测的角度测量方法及装置
CN112698319A (zh) 一种雷达测量目标角度的实验方法
CN111880168A (zh) 一种基于无源数字阵列雷达的目标定位方法
CN109613474B (zh) 一种适用于短距离车载雷达的测角补偿方法
CN110456317A (zh) 一种基于流星尾迹回波的相控阵雷达系统定标方法
KR102479978B1 (ko) 배열안테나를 이용한 글로벌 위성항법 시스템에 대한 기만신호 탐지 제거 장치 및 방법
CN115407379A (zh) 一种基于伪卫星和uwb融合定位系统的模糊度解算方法
CN113835072A (zh) 一种毫米波雷达校准方法、装置及电子设备
CN113075616A (zh) 一种黑飞无人机的探测定位方法、系统及计算机设备
CN111983575A (zh) 一种有源和无源融合定标方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240419

Address after: No. 388 Longqian South Street, Wucheng District, Jinhua City, Zhejiang Province, 321025

Patentee after: Zhejiang Yuanda Aluminum Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No.759, East 2nd Ring Road, Huzhou City, Zhejiang Province, 313000

Patentee before: HUZHOU TEACHERS College

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right