边缘化迭代容积卡尔曼滤波的单站无源定位算法-论文.pdf

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1、第3O卷第8期信号处理V01．30No．82014年8月JOURNALOFSIGNALPROCESSINGAug．2014边缘化迭代容积卡尔曼滤波的单站无源定位算法张智姜秋喜潘继飞(电子工程学院，安徽合肥230037)摘要：针对单站无源定位可观测性弱、观测噪声大而导致的定位精度低、收敛速度慢等问题，提出了一种边缘化迭代容积卡尔曼滤波算法。该算法采用基于似然增加的迭代策略，不需要设置判决门限，且保证了算法的全局收敛性。同时，其充分考虑状态向量与观测噪声之间的互协方差，将状态向量扩维，构造条件线性模型并进行边缘化滤波，不仅提高了算法的定位精度以及收敛速度，还减少了扩维后所需的采样点，提高

2、了算法的运算效率。仿真结果表明，新算法改善了单站无源定位的定位精度以及收敛速度。关键词：单站无源定位；边缘化；迭代容积卡尔曼滤波；似然增加；扩维；条件线性模型中图分类号：TN958．97文献标识码：A文章编号：1003—0530(2014)08—0924—06SingleObserverPassiveLocationAlgorithmBasedonMarginalizedIteratedCubatureKalmanFilterZHANGZhiJIANGQiu—-xiPANJi·-fei(ElectronicEngineeringInstitute，Hefei，Anhui230037，

3、China)Abstract：Becauseofthelowobservabilityandthehighnoiseinsingleobserverpassivelocation，theperformanceofthepositioningaccuracyandconvergencevelocitywaspoor．Anovelmarginalizediteratedcubaturekalmanfilterwaspresen·ted．Theiterationstrategybasedonthelikelihoodincreasewasadopted．Theglobalconvergen

4、ceofthealgorithmwasen-sured，withoutthedifficultchoiceofthejudgmentthreshold．Meanwhile，thecross—covariancebetweenthestateandthemeasurementnoisewastakenintoaccount．Thenthestatevectorwasaugmentedbythemeasurementnoise．Basedontheconditionallylinearmodel，themarginalizedfilteringwasproceeded．Thepositi

5、oningaccuracyandtheconvergencevelocitywasimpmved．Andthecomputationalburdenwasreduced，becausethelesssigmapointswereneededinspiteoftheaug—mentedstatevector．Simulationresultsindicatethatthenovelalgorithmimprovedtheperformanceofthepositioningaccura—cyandconvergencevelocityinsingleobserverpassiveloc

6、ation．Keywords：singleobserverpassivelocation；marginalized；iteratedcubaturekalmanfilter；likelihoodincrease；augmen—ted：conditionallylinearmodel非线性滤波问题。因此，寻找一种定位精度高、收1引言敛速度快和稳定性好的滤波算法是需要研究解决单站无源定位系统仅采用一个观测平台对目的一个核心问题J。容积卡尔曼滤波(Cubature标辐射源进行跟踪定位，且本身不向外辐射电磁KalmanFilter，CKF)是一种新型的非线性滤波方波，具有系统相对独立、设备简

7、单、隐蔽性强、机动法，其利用等权值的容积点对后验概率密度进行近性好以及作用距离远等优点，是当前无源定位领域似，避免了雅克比矩阵的计算，相比于扩展卡尔曼的研究热点。滤波、无迹卡尔曼滤波等算法，其拥有更好的估计从本质上来讲，单站无源定位就是一个典型的性能。同时，CKF无需选择任何参数，算法实现更收稿日期：2013—12—30；修回日期：2014—03-26第8期张智等：边缘化迭代容积卡尔曼滤波的单站无源定位算法925加简单。为了进一步提高算法性能，文献[3—6