(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211249658.7 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 中国电子科技 集团公司信息科 学研 究院 地址 100041 北京市石景山区实兴大街金 府路30号院4号楼 (72)发明人 谢吴鹏　刘光宏　葛建军　武艳伟　 (74)专利代理 机构 北京中知法苑知识产权代理 有限公司 1 1226 专利代理师 李明　赵吉阳 (51)Int.Cl. G01S 5/06(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 基于两步加权最小二乘的时差定位方法、 装 置和存储介质 (57)摘要 本发明公开了基于两步加权最小二乘的时 差定位方法、 装置和存储介质， 步骤1， 基于目标 辐射源的非合作信号到达不同信号接收站的时 间差构建基于TDOA的目标辐射源位置方程组， 定 义辅助向量， 将所述目标辐射源位置方程组转化 为线性方程组， 利用加权最小二乘法计算得到辅 助向量估计值， 并计算所述辅助向量估计值的协 方差矩阵;步骤2， 基于所述辅助 向量估计值， 构 建基于TDOA的目标辐射源位置约束方程， 利用加 权最小二乘法计算得到目标辐射源最终位置。 通 过仿真验证在较小噪声条件 （实际场景中分布式 无源定位系统能轻易达到的） 下， 该方法能达到 克拉美罗下界 （Cramer ‑Rao Lower Bound,CRLB） 能够避免最终定位结果对初值选取的依赖， 提升 分布式电子侦察无源定位系统的定位精度。 权利要求书6页 说明书12页 附图3页 CN 115508774 A 2022.12.23 CN 115508774 A 1.一种基于 两步加权最小二乘的时差 定位方法,其特 征在于步骤如下： 步骤1： 基于目标辐射源的非合作信号到达不同信号接收站的时间差构建基于TDOA的 目标辐射源位置方程组， 定义辅助向量， 将所述目标辐射源位置方程组转化为线性方程组， 利用加权最小二乘法计算得到 辅助向量估计值； 步骤2： 基于所述辅助向量估计值， 构建基于TDOA的目标辐射源位置约束模型， 利用加 权最小二乘法计算得到目标辐射源最终位置 。 2.根据权利要求1所述的基于两步加权最小二乘的时差定位方法， 其特征在于所述步 骤1包括： 步骤1.1各信号接收站基于接收到的目标辐射源的非合作信号， 获得所述目标辐射源 的非合作信号到达不同信号接 收站的时间差； 设任一所述信号接 收站为主站， 其他所述信 号接收站为辅站， 建立各所述信号接 收站与所述 目标辐射源之间的距离表达式， 建立所述 主站与所述辅站之间真实距离 差表达式； 步骤1.2： 基于步骤1.1中建立的两个表达式构建基于TDOA的目标辐射源位置方程组； 步骤1.3： 定义辅助向量， 将所述目标辐射源位置方程组转化为线性方程组， 利用加权 最小二乘法计算辅助向量估计值。 3.根据权利要求2所述的基于两步加权最小二乘的时差定位方法， 其特征在于所述步 骤2包括： 步骤2.1： 基于所述辅助向量估计值， 构建所述基于TDOA的目标辐射源位置约束方程 组， 利用加权最小二乘法计算得到目标辐射源位置第二估计值； 步骤2.2： 基于目标辐射源位置第二估计值， 构 建所述基于TD OA的目标辐射源位置约束 方程组， 利用加权最小二乘法计算 最终的目标辐射源位置坐标。 4.根据权利要求2所述的基于两步加权最小二乘的时差定位方法， 其特征在于所述步 骤1.1包括： 所述信号接收站为M个 (M>=3 ,M为正整数) ， 假设所述目标辐射源的位置 ， 第 个所述信号接收站的位置为 ， 所述 信号接收站的位置测 量误差忽略不计， 则 ， 各所述信 号接收站与所述目标辐射源之间的真实距离可表示 为： …(1) 选取任意一个信号接收站为主站S1， 其余信号接收站为辅站Si,i=1,2…,M， 则目标辐射源到 主站与各辅站之间的真实距离 差为： …(2) 其向量形式为 。 5.根据权利要求2所述的基于两步加权最小二乘的时差定位方法， 其特征在于所述步 骤1.2包括： 联合步骤1.1中 式(1)‑(2)得到基于TDOA的目标辐射源位置方程组为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115508774 A 2 …(3) 利用实际测量数据得到的距离 差向量 ， 其可表示 为： …(4) 式中测量噪声分别为 ， 其中TDOA实际测量的噪声为 ， 假设测量噪声服从均 值为零且互相独立的高斯分布， 则其 协方差矩阵为： …(5) 将 代入式(3)中并忽略二阶误差项， 可得： …(6)。 6.根据权利要求5所述的基于两步加权最小二乘的时差定位方法， 其特征在于所述步 骤1.3包括： 定义辅助向量 ， 式(6)可写成如下矩阵形式： …(7) 其中， …(8) 其中 ； 为了使 最小， 是适当的正定权值矩阵， 则式(7)辅助向量的加权最小二乘 估计值 为： …(9)权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115508774 A 3