一种纯方位双机协同目标跟踪定位路径规划方法

摘要

本发明公开了一种纯方位双机协同目标跟踪定位路径规划方法，针对纯方位双机协同三维目标跟踪定位路径规划问题提出基于扩展卡尔曼滤波器（EKF）和定位精度几何分布（GDOP）的优化算法。在建立双机协同被动跟踪EKF的基础上分别建立交互信息与协方差控制指标函数。为了克服基于EKF指标函数对目标模型的过度依赖，从目标定位角度建立了基于GDOP的指标函数。综合基于EKF和GDOP的指标函数，考虑约束条件建立了标准形式的双机协同路径规划模型，并给出了具体的模型求解步骤。所提方法实现了传感器观测、优化指标建立及路径规划解算的闭环，有效提高双机对非机动和机动辐射源跟踪定位能力，最终提高双机协同无源跟踪定位的精度。

主权项

1.一种纯方位双机协同目标跟踪定位路径规划方法，其特征在于，包括观测过程和集中式处理过程：所述观测过程主要完成双机对目标方位角和俯仰角的探测，给出观测向量同时提供双机的运动状态，其中x_i，y_i，z_i表示位置信息，表示速度信息，符号“T”表示矩阵的转置运算，具体为：双机组成的仅有角度的量测方程为(1)式中k＝0，1，2，…，N为离散化的时间序列，x_t，y_t，z_t表示目标的位置信息，W(k)为零均值高斯白噪声，其误差协方差阵为为对角阵标号；双机的运动方程给出如下X_i(k)＝ΦX_i(k-1)+GU_i(k-1)(i＝1，2)     (2)式中为状态转移矩阵，为控制矩阵，U_i=[a_ix，a_iy，a_iz]^T为载机i的控制向量，表示沿三个坐标轴方向的加速度，T为表示采样周期，I₃为3×3单位矩阵，O₃为3×3零矩阵；所述集中式处理过程根据观测过程提供的信息主要完成指标函数的建立及路径规划的解算输出双机飞行控制策略及目标跟踪定位结果，采用基于EKF设计交互信息指标函数J_I与协方差控制指标函数J_C，利用指标函数J_I和J_C进行双机飞行路径的寻优；或者直接利用观测信息基于目标定位精度几何分布分析理论建立GDOP指标函数J_G进行双机飞行路径寻优。