本發(fā)明涉及多傳感器融合定位領(lǐng)域，具體而言，涉及一種測向站與定位系統(tǒng)的即時融合定位方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、隨著主動雷達(dá)、被動雷達(dá)等傳感器的發(fā)展，對定位精度的要求逐漸提高，為了滿足更加精準(zhǔn)的定位需求，多傳感器協(xié)同定位融合越來越受到更多學(xué)者的關(guān)注，多樣化的協(xié)同組合隨之被研制出來，主要包括測向交匯定位、聯(lián)合時頻差定位、雷達(dá)組網(wǎng)定位等，學(xué)者們主要針對即時定位結(jié)果融合和協(xié)同定位精度分析等方面開展了較多研究，但是當(dāng)協(xié)同模式下各傳感器的觀測量結(jié)果差距較大時，會降低對目標(biāo)的定位準(zhǔn)確性，嚴(yán)重情況甚至?xí)?dǎo)致融合定位算法失效。

2、測向傳感器技術(shù)發(fā)展較為成熟，而且在工程上易于實現(xiàn)且得到了廣泛應(yīng)用，方位觀測量與定位結(jié)果進(jìn)行融合可使定位結(jié)果更加精準(zhǔn)，但是針對測向站與定位系統(tǒng)的協(xié)同模式卻研究甚少，因此如何在測向傳感器和定位系統(tǒng)有偏估計的情形下進(jìn)行定位融合是值得被關(guān)注的重要問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種測向站與定位系統(tǒng)的即時融合定位方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及程序產(chǎn)品，該方法根據(jù)測向站和定位系統(tǒng)部署信息、即時定位測向信息、相關(guān)觀測誤差信息等數(shù)據(jù)，基于橢圓概率密度函數(shù)融合最優(yōu)原則，實現(xiàn)在測向與定位估計有偏情形下的即時融合定位。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種測向站與定位系統(tǒng)的即時融合定位方法，包括如下步驟：

3、步驟1，接收測向站部署信息、定位系統(tǒng)部署信息與定位測向數(shù)據(jù)，并通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到測向站坐標(biāo)、定位系統(tǒng)坐標(biāo)和定位橢圓中心坐標(biāo)；

4、步驟2，基于步驟1得到的各坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)投影原理計算定位橢圓中心在測向線上的坐標(biāo)，并結(jié)合定位測向數(shù)據(jù)計算測向線對應(yīng)橫向誤差；

5、步驟3，根據(jù)測向站方位角觀測信息、定位橢圓中心坐標(biāo)和測向站坐標(biāo)，將定位橢圓的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至測向線對應(yīng)的坐標(biāo)系，得到轉(zhuǎn)換后的定位橢圓中心縱坐標(biāo)；

6、步驟4，根據(jù)定位系統(tǒng)坐標(biāo)和定位橢圓中心坐標(biāo)，結(jié)合定位測向數(shù)據(jù)度量定位橢圓長軸和定位橢圓短軸；

7、步驟5，基于定位系統(tǒng)部署信息、定位測向數(shù)據(jù)、測向線對應(yīng)橫向誤差、定位橢圓中心縱坐標(biāo)、定位橢圓長軸和定位橢圓短軸，設(shè)置循環(huán)搜索系數(shù)，依次計算各循環(huán)搜索系數(shù)對應(yīng)參數(shù)、融合定位結(jié)果和定位方差，將最小定位方差對應(yīng)的融合定位結(jié)果轉(zhuǎn)化成經(jīng)緯高形式進(jìn)行輸出。

8、在一些實施例中，步驟1具體為：接收測向站部署信息、定位系統(tǒng)部署信息、測向站方位角觀測信息、定位系統(tǒng)對目標(biāo)即時定位信息、定位系統(tǒng)測距精度、定位系統(tǒng)測向精度和測向站測向誤差，以定位系統(tǒng)對目標(biāo)即時定位點作為東北天坐標(biāo)系的原點(0,0,0)，分別將定位系統(tǒng)部署信息和測向站部署信息的經(jīng)度、緯度和高度轉(zhuǎn)化為東北天坐標(biāo)系xyz坐標(biāo)，得到測向站坐標(biāo)(xa,ya,za)、定位系統(tǒng)坐標(biāo)(x2,y2,z2)和定位橢圓中心坐標(biāo)(η0,ξ0,z0)。

9、在一些實施例中，步驟2具體包括如下子步驟：

10、步驟21，計算定位橢圓中心在測向線上投影的橫坐標(biāo)：

11、

12、其中，為測向站方位角測量值，為定位橢圓中心在測向線上投影的橫坐標(biāo)；

13、步驟22，計算定位橢圓中心在測向線上投影的縱坐標(biāo)：

14、

15、其中，為定位橢圓中心在測向線上投影的縱坐標(biāo)；

16、步驟23，根據(jù)定位橢圓中心在測向線上投影的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)以及測向站測向誤差，計算測向線對應(yīng)的橫向誤差：

17、

18、其中，σy為測向線對應(yīng)的橫向誤差，為測向站測向誤差。

19、在一些實施例中，步驟3中轉(zhuǎn)換后的定位橢圓中心縱坐標(biāo)的計算公式為：

20、

21、其中，k0為轉(zhuǎn)換后的定位橢圓中心縱坐標(biāo)。

22、在一些實施例中，步驟4中定位橢圓長軸和定位橢圓短軸的計算公式為：

23、

24、其中，σa為定位橢圓長軸，σb為定位橢圓短軸，σr為定位系統(tǒng)測距精度，σe為定位系統(tǒng)測向精度。

25、在一些實施例中，步驟5具體包括如下子步驟：

26、步驟51，根據(jù)定位系統(tǒng)部署信息和定位系統(tǒng)對目標(biāo)即時定位信息，計算定位橢圓長軸偏角θ；

27、步驟52，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的定位橢圓中心縱坐標(biāo)k0、測向站方位角測量值定位橢圓長軸偏角θ、定位橢圓長軸σa和定位橢圓短軸σb，計算參數(shù)a、b、c、d、e：

28、

29、步驟53，設(shè)置采樣點數(shù)nsamp，令i從1到nsamp-1循環(huán)，生成循環(huán)搜索系數(shù)m＝i／nsamp，依次計算參數(shù)a1、b1、c1、d1、e1、融合定位結(jié)果(h2,k2)、融合定位橢圓長半軸σ1和定位橢圓短半軸σ2，即：

30、步驟531，根據(jù)參數(shù)a、b、c、d、e、循環(huán)搜索系數(shù)m、測向線對應(yīng)橫向誤差σy，計算參數(shù)a1、b1、c1、d1、e1：

31、

32、步驟532，根據(jù)循環(huán)搜索系數(shù)m、定位橢圓中心在測向線上投影的橫坐標(biāo)定位橢圓中心在測向線上投影的縱坐標(biāo)計算融合定位結(jié)果(h2,k2)：

33、

34、其中，h2為融合定位結(jié)果x軸的坐標(biāo)，k2為融合定位結(jié)果y軸的坐標(biāo)；

35、步驟533，根據(jù)參數(shù)a1、b1、c1、d1、e1，計算融合定位橢圓長半軸σ1和融合定位橢圓短半軸σ2：

36、

37、步驟534，根據(jù)融合定位橢圓長半軸σ1和融合定位橢圓短半軸σ2，計算最終定位方差σ2：

38、

39、步驟54，遍歷計算完所有循環(huán)搜索系數(shù)m對應(yīng)的最終定位方差σ2，搜尋最小定位方差σ2，其對應(yīng)的(h2,k2)作為最終定位結(jié)果(hfinal,kfinal)；

40、步驟55，將最終定位結(jié)果補(bǔ)上高度信息形成三維坐標(biāo)向量(hfinal,kfinal,0)，按照定位系統(tǒng)對目標(biāo)即時定位信息的經(jīng)度、緯度和高度，把三維坐標(biāo)向量(hfinal,kfinal,0)轉(zhuǎn)換為最終定位經(jīng)緯高結(jié)果(lonfinal,latfinal,hfinal)。

41、第二方面，本發(fā)明提供一種測向站與定位系統(tǒng)的即時融合定位裝置，包括：

42、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于接收測向站部署信息、定位系統(tǒng)部署信息與定位測向數(shù)據(jù)，并通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到測向站坐標(biāo)、定位系統(tǒng)坐標(biāo)和定位橢圓中心坐標(biāo)；

43、測向線橫向誤差計算模塊，用于基于數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊得到的各坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)投影原理計算定位橢圓中心在測向線上的坐標(biāo)，并結(jié)合定位測向數(shù)據(jù)計算測向線對應(yīng)橫向誤差；

44、橢圓中心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)測向站方位角觀測信息、定位橢圓中心坐標(biāo)和測向站坐標(biāo)，將定位橢圓的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至測向線對應(yīng)的坐標(biāo)系，得到轉(zhuǎn)換后的定位橢圓中心縱坐標(biāo)；

45、定位橢圓長短軸計算模塊，用于根據(jù)定位系統(tǒng)坐標(biāo)和定位橢圓中心坐標(biāo)，結(jié)合定位測向數(shù)據(jù)度量定位橢圓長軸和定位橢圓短軸；

46、測向定位融合模塊，用于基于定位系統(tǒng)部署信息、定位測向數(shù)據(jù)、測向線對應(yīng)橫向誤差、定位橢圓中心縱坐標(biāo)、定位橢圓長軸和定位橢圓短軸，設(shè)置循環(huán)搜索系數(shù)，依次計算各循環(huán)搜索系數(shù)對應(yīng)參數(shù)、融合定位結(jié)果和定位方差，將最小定位方差對應(yīng)的融合定位結(jié)果轉(zhuǎn)化成經(jīng)緯高形式進(jìn)行輸出。

47、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：

48、至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；

49、其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述至少一個處理器通過執(zhí)行所述存儲器存儲的指令，使得所述至少一個處理器執(zhí)行由述的方法。

50、第四方面，本發(fā)明提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)用于存儲指令，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時，使上述的方法被實現(xiàn)。

51、第五方面，本發(fā)明提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品在被計算機(jī)調(diào)用時，使得所述計算機(jī)執(zhí)行上述的方法。

52、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

53、本發(fā)明基于橢圓概率密度函數(shù)融合最優(yōu)原則提出了測向信息與定位信息融合的新方式，在測向站和定位系統(tǒng)對目標(biāo)進(jìn)行有偏估計或無偏估計時，均可采用本發(fā)明所提出的即時融合定位方法，提升了算法的應(yīng)用范疇，解決了在多傳感器觀測結(jié)果偏差較大時無法進(jìn)行融合定位的問題，并且融合算法的定位精度相對于單傳感器情形下有較大提升。