基于网格搜索最大后验准则辐射源定位方法

摘要

基于网格搜索最大后验准则辐射源定位方法，它涉及一种基于网格搜索最大后验准则的辐射源定位方法，涉及辐射源定位技术领域。为了解决定位精度和算法复杂度的折衷问题，技术要点：将k时刻之间所有的方位角和平台自身的位置作为GSMAP的输入信息，可获得最终辐射源的位置；然而在随着测量方位角的增加，GSMAP所需的计算量呈几何级数增长，很难应用在实时系统中，因此在构建代价函数的基础上，增加了渐消滑窗和数据稀释的技术，从原始的N个测量AOAs里提取出特征数据，参与代价函数的计算，以减少运算量。本发明在GSMAP算法基础上引入数据稀释和滑窗的技术手段，这样在保持较高定位精度基础上能够极大地减小计算复杂度。

主权项

1.一种基于网格搜索最大后验准则辐射源定位方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、获取初始定位：在所关注的监视区域中，基于二维平面的单载机平台对辐射源的定位，以平台第一时刻的位置作为二维平面坐标的原点，通过用初始的一些测量的AOAs进行交叉定位获得辐射源的初始状态，表示为步骤二、划分网格点：在附近划分M²个辐射源候选网格点，M²个辐射源候选网格点包括点本身；得到t_k时刻M²个辐射源候选位置表示为每个采样时刻t_k仅有一个测量值θ(t_k)，但有M²个后验AOAs表述为η(t_k，l)，l＝1，2，...M²，M为网格上每行或列划分的候选点个数，L为网格搜索步长；为t_k-1时刻辐射源估计位置，而为t_k时刻辐射源的第l个候选位置；步骤三、计算后验AOAs：利用到t₁到t_k时刻平台的位置以及辐射源候选点位置，得到所有时刻全部候选点的后验AOAs$\eta (t_k,l)=\arctan \left[\frac{\tilde{x}(t_k,l)-x_p\left(t_k\right)}{\tilde{y}(t_k,l)-y_p\left(t_k\right)}\right]---\left(1\right)$式中l＝1，2，...M²，k＝1，2...N，N表示采样点数；表示第l个辐射源候选点对应的x轴位置，表示第l个辐射源候选点对应的y轴位置，x_p(t_k)表示t_k时刻平台上传感器对应的x轴位置，y_p(t_k)表示t_k时刻平台上传感器对应的y轴位置；步骤四、构建代价函数：针对选定的辐射源候选网格点建立代价函数用于评估网格点的后验AOAs与真实测量AOAs的相似性，表达式如下：$\mathrm{price}\left(\tilde{X}(t_k,l)\right)=\underset{i=1}{\overset{k}{\Sigma }}|\theta \left(t_i\right)-\eta (t_i,l)|---\left(2\right)$式中：l＝1，2，...M²，k＝1，2...N，N表示采样点数；从原始的N个测量AOAs里提取出特征数据，参与代价函数的计算，具体步骤如下：多项式拟合的方法如下：AX＝Y            (3)$A={\left[\begin{array}{ccccc}1& t_0& t_0^2& ···& t_0^{p-1}\\ 1& t_1& t_1^2& ···& t_1^{p-1}\\ ·& ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·& ·\\ 1& t_{N-1}& t_{N-1}^2& ···& t_{N-1}^{p-1}\end{array}\right]}_{N\times p}---\left(4\right)$上式中A为时间矩阵，t₀到t_m-1是相应的时间序列。X为多项式拟合的系数矩阵，可表示为[c₀ c₁…c_p-1]^T，Y为测量值矩阵表达式为[y₀ y₁…y_m-1]^T；系数矩阵X最小二乘解如下：X＝inv(A^TA)A^TY                                (5)式中inv(·)表示矩阵求逆操作运算，获得系数矩阵后，则可由(3)获得t₀到t_N-1期间任意时刻的特征值；步骤五、最优搜索：从这M²个候选网格点中寻找代价函数最小的候选点，作为t_k时刻辐射源的最优位置，表达式如下：$\arg \min \left\{\mathrm{price}{\left(\tilde{X}(t_k,l)\right)}_{l=1...M^2}\right\}=\min \left({\arg \{\mathrm{price}\left(\tilde{X}(t_k,l)\right)}_{l=1...M^2}\right\})---\left(6\right)$满足式(6)的候选点将作为t_k时刻最优的位置赋值给表示t_k时刻辐射源的估计位置。