左 燕 刘雪娇 彭冬亮

(杭州电子科技大学自动化学院 杭州 310018)

1 引言

随着隐身飞机、反辐射导弹和电子对抗等技术发展，无源探测系统具有不主动发射电磁信号、隐蔽性好、覆盖范围广等优点[1]，已广泛应用于目标跟踪、监视、导航和无线通信等领域。

在无源探测系统中，角度信息(Angel Of Arrival,AOA)是基本的观测信息之一。基于AOA的定位跟踪算法相继提出，包括极大似然估计(ML)[2]、最小二乘估计(LS)[3]、伪线性估计(PLE)[4]、扩展卡尔曼滤波(EKF)[5]等。大量研究结果表明：AOA定位性能不仅取决于传感器量测精度，还与目标-传感器的几何位置有关[6]。当测角传感器(如红外传感器、光电设备、无源雷达)部署在多个无人机上，通过优化无人机(Unmanned Aerial Vehicles, UAV)位置可以进一步提高AOA协同定位性能[7]，AOA协同定位下无人机路径规划成为研究热点。

针对AOA协同定位问题，基于最大化FIM行列式指标(D准则)的最优几何分析[6]和UAV最优路径规划[7,8]相继提出。由于D准则可能导致大的估计偏差[8]，基于最小化CRLB的迹指标(A准则)下UAV路径规划随之提出[9,10]，通过非线性规划优化算法[11]在线计算满足各种状态约束和环境约束条件的UVA的轨迹，使跟踪目标状态估计接近CRLB。为满足无人机实时在线计算，参数化路径优化算法[12]被提出，该算法基于信息增益离线计算一组传感器-目标最优构型集合，在线选择最优UAV航迹，该方法只适合单个UAV。文献[13]采用归一化梯度算法计算UAV最优航迹，易陷入局部最优。

上述AOA协同定位问题假设量测噪声方差为常数，而理论[14]和实验[15]研究显示AOA量测噪声方差是距离的函数。……