基于外辐射源的约束总体最小二乘定位算法及其理论性能分析

摘要

利用非合作机会照射源(也称外辐射源)实现对"寂静"目标的定位跟踪具有广阔的应用前景,它是一类重要的无源定位体制.本文基于外辐射源定位系统中的"空—时—频"域观测量,在观测站位置和速度存在扰动误差的情况下,建立了一类基于外辐射源的约束总体最小二乘定位理论与方法.首先,根据"空—时—频"域观测量总结归纳出4种联合定位体制,并在每种联合定位体制下提出将非线性观测方程转化为"伪线性"方程的代数处理方法,基于此给出统一的约束总体最小二乘定位优化模型,并设计出相应的Newton迭代算法.随后,对约束总体最小二乘算法的定位性能进行定量分析,给出一种推导其理论性能的统一框架,并严格证明在一阶误差分析条件下,其定位性能可渐近达到克拉美罗界(Cram'er-Rao lower bound).最后,文中通过若干仿真实验验证新算法的优越性和理论分析的有效性.