[科普中国]-方位距离定位方法

方位距离定位方法是配合瞬间主动探测设备的使用所形成的定位方法，得到了工程上的广泛应用和重视，方位要素法，就是一类比较可行的估计方案。

用方位距离滤波法解纯方位定位问题通过预估初距，将距离、方位滤波法应用于纯方位单目标定位问题1，利用二乘滤波原理建立了多方位一距离滤波法应用于观测器方位序列估计目标运动参数的数学模型，给出并严格证明了方位与初距的变化规律，为建立快速、实用的可视化多模型法奠定了理论基础。

方法利用观测器量测到的一系列被动量测值(方位，频率、时延)跟踪、确定目标运动参数(位置、航向、速度等)，是非线性估计领域中一个经典问题。由于系统方程和/或量测方程呈现出非线性，给这类系统的求解带来了很大困难，又由于它在主动测量不可行或被禁止的场合具有隐蔽性的优点，在理论和工程实践上都具有重大研究意义。

结论预估初距，可将距离、方位的滤波理论运用到纯方位定位问题的解决上。通过分析，得出不同初距和其对应外推方位之间的变化规律，利用最小二乘滤波原理，建立了多方位一距离滤波模型；模型能使解算一开始就有解(虽然不一定是真值)，随着量测方位序列的增多，可适时递归的不断修正解值，当观测器进行有效机动后，解将逐渐逼近真值;通过调整预估初距，模型有利于观测解算过程，从而可使解算过程可视化，便于人机交互；模型利用最小二乘法，避免了棘手的非线性求解，且不需要知道误差的统计特性，便于工程应用。在具体工程应用中，可充分发挥现代微电子技术运算速度快的优势，将初距范围划分成若干小区间，产生多个独立同时解算的滤波器，随着方位信息的增加，设置适当的门限，删除不符合的初距小区间，不断缩小初距(或现时距离)范围，最终估计目标运动参数；由于目标运动参数的估计精度，受观测器机动、量测噪音的影响较大，有时会产生病态发散的情况，所以采用了初距区间分段、多估计器法，此时采用排除最不符合的初距小区间，从而可为进一步解算或其它算法提供较好的初距范围，具体的多模型滤波及其可视化实现，需要进一步的研究。

方位距离目标定位的最小二乘伴随估计器利用被动探测器材所获取的方位信息，对目标进行定位并实施隐蔽攻击，是一个非常吸引人的工程和理论问题。在很多情况下，这种纯方位定位方法，由于测量噪声的影响，以及系统本质上可观测程度低的原因，其定位精度和时间花费还不能满足战术行动的要求，因此“准隐蔽”定位，即配合瞬间主动探测设备的使用所形成的定位方法，得到了工程上的广泛应用和重视，多方位一要素(距离/速度/航向)法，就是一类比较可行的估计方案。

本文在纯方位目标定位的最小二乘估计框架里，导出了多方位一距离条件下目标速度的伴随估计算法，并进行了仿真计算.结果表明这是一种具有很强工程应用价值的隐蔽定位方法。

仿真条件潜艇第一相航向为30度，航速为6 kn，持续航行8 min；

在第8 min，我艇转入80度航向，航速变为8 kn，持续航行8 min；

目标初始方位为30度，初始距离为15 km ；

目标艇航向为250度，航速为20 kn，持续做等速直线运动；

目标方位角测量误差均方差为0. 5度；

目标距离测量误差均方差为距离的200；

量测数据每秒更新1次，仿真跟踪时间为18 min。

仿真结果若在200 s时提供一个距离观测量，通过仿真估计相对误差曲线。实线表示200 s时提供一个距离观测量的情形，虚线表示纯方位观测量的情形。

若在700 s时提供一个距离观测量，通过仿真估计相对误差曲线。实线表示700 s时提供一个距离观测量的情形，虚线表示纯方位观测量的情形。

大量的仿真计算均表明，在最小二乘滤波的情况下，若在某一瞬时给出一个距离观测量，可以有效地提高目标运动状态估计精度并能缩短收敛时间。

结论本文给出的多方位一距离目标参数估计器是嵌入纯方位最小二乘估计器中的一种伴随型目标速度估计器，它具有使用灵活、计算简单等特点，不仅是一种较好的隐蔽攻击定位方法，而且在线导+尾流制导的鱼雷的导引控制和隐蔽目标状态估计等场合，也有一定的应用价值。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学