針對(duì)觀測(cè)器高度未知且連續(xù)變化而難以估計(jì)的問題,通過對(duì)高度變化過程建模,提出一種基于加權(quán)工具變量的擴(kuò)維目標(biāo)定位算法。首先,假設(shè)觀測(cè)器高度隨時(shí)間勻速變化,通過構(gòu)造新的偽線性測(cè)量方程,將上述問題轉(zhuǎn)化為對(duì)目標(biāo)位置、觀測(cè)器高度及其高度變化率聯(lián)合估計(jì)問題;其次,利用工具變量與測(cè)量矩陣相關(guān)并與測(cè)量噪聲無關(guān)的特性,使用工具變量方法得到待估計(jì)參數(shù)的無偏估計(jì);最后,通過構(gòu)造加權(quán)矩陣,進(jìn)一步提高估計(jì)精度。仿真結(jié)果表明:加權(quán)工具變量算法對(duì)目標(biāo)位置、觀測(cè)器高度及其高度變化率估計(jì)的均方根誤差比偽線性算法和工具變量算法更接近Cramer-Rao下界。 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,40(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

觀測(cè)器-目標(biāo)相對(duì)幾何關(guān)系示意圖

為了驗(yàn)證WIV算法在本文場(chǎng)景中的有效性,分別與PLE算法、IV算法及Cramer-Rao下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)[9]進(jìn)行比較。仿真參數(shù)設(shè)置:觀測(cè)器初始位置為 ( 100,200,45000 )m ,地面未知目標(biāo)p的位置為 ( -95,-150 ) km,其中觀測(cè)器相對(duì)目標(biāo)的高度為45 000 m,觀測(cè)器水平方向初始速度為4 250 m/s,垂直方向速度vr,z=-250 m/s,觀測(cè)器運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)t=12 s,選取采樣時(shí)間間隔T=0.02 s,采樣次數(shù)N=600。假設(shè)方位角和俯仰角測(cè)量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差相同,設(shè)置為σnk=σmk=2π/180。為了便于觀察算法性能,選取采樣時(shí)刻為200～600,每隔50個(gè)采樣時(shí)刻選取一個(gè)數(shù)值。做100次蒙特卡洛重復(fù)試驗(yàn),得到3種算法的目標(biāo)位置 [ p x p y ] Τ 的均方根誤差(Root Mean Square Error,RMSE)曲線、觀測(cè)器相對(duì)目標(biāo)高度Δz0的RMSE曲線及觀測(cè)器z軸方向速度vr,z的RMSE曲線分別如圖2-4所示。圖3 觀測(cè)器高度RMSE

觀測(cè)器高度RMSE

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3040546