航天器对地面运动目标的复合无源定位研究.pdf

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1、第32卷第1I期计算机仿真2015年11月文章编号：1006—9348(2015)1l一0092—05航天器对地面运动目标的复合无源定位研究杨宁L2，钟红恩1(1．中国科学院空间应用工程与技术中心，北京100094；2．中国科学院大学．北京100049)摘要：研究双星航天器对地面运动目标的测向时差复合无源定位问题。双星航天器对地面运动目标的无源定位过程中，初始状态估计误差大，量测方程非线性，而工程上广泛应用的扩展卡尔曼滤波(EKF)精度低、易发散。针对这些问题，采用一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的定位算法进行复合无源定位。算法用目标运动学参数作为状态量，由双星系统的无源定位

2、过程获得量测方程，建立非线性滤波模型。在状态方程为线性方程且测量噪声为加性高斯噪声的条件下。推导了无迹卡尔曼滤波算法。蒙特卡洛仿真结果表明：在双星航天器对地面运动目标的测向时差复合定位中，无迹卡尔曼滤波算法是有效的，与扩展卡尔曼滤波相比，在定位精度、滤波稳定性方面显得更好。关键词：无源定位；测向时差复合定位；运动目标；无迹卡尔曼滤波；双星定位系统中图分类号：V411．8文献标识码：BResearchonDoubleSatellitesHybridPassiveLocationofGroundMovingTargetYANGNin91”，ZHONGHong-enl(1．Tech

3、nologyandEngineeringCenterforSpaceUtilization，ChineseAcademyofSciences，Bering100094，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)ABSTRACT：Thepaperstudiedtheproblemofdoublesatellitessystemlocatingthemovingtargetonthegroundbydirection-findingandthetimedifferenceofarrival(T

4、DOA)hybridpassivelocationtechnology．Anewkindofdirec-tion-findingandTDOAhybridlocationalgorithmbasedonUnscentedKalmanFilter(UKF)WaspresentedwhentheExtendedKalmanFilter(EKF)appliedwidelyinengineeringsufferstheproblemoflowprecisionandmosdydivergentcharacteristicsbecauseofthenonlinearmeasureequ

5、ationandlargeoriginalstateestimatingerrorindoublesatelliteshybridlocation．Usingthealgorithm，weusedtargetkinematicsparametersassystemstatevariablesandobtainedthesystemmeasureequationfromtheprogressofdoublesatellitespassivelocation，andthenonlinearfilteringmodelwasconstructed．TheUnscentedKalma

6、nFilterwasderivedwhenstateequationislinearandmeasureerrorisaddictiveGaussiannoise．TheresultsofMonteCarlosimulationshowthattlIeUnscentedKalmanFilteriseffectiveinthediree．tion-findingandTDOAhybridlocationofdoublesatellitessystem．ComparedwiththeExtendedKalmanFilter，theUnscentedKalmanFilterperf

7、ormsbetterinprecisionandstability．KEYWORDS：Passivelocation；Direction-findingandTDOAhybridlocation；Movingtarget；UnscentedKalmanfil-ter(UKF)；Doublesatelliteslocationsystem1引言在定位系统中，通过测量目标辐射的电磁波参数来确定目标位置的定位方式被称为无源定位⋯，因其定位系统本身不辐射电磁波，这种定位方式具有隐蔽性强、抗干扰能力强等优点。无源