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旋转长基线干涉仪“维特比-卡尔曼”滤波定位算法

2021-08-12刘元华

航天电子对抗 2021年3期

马 爽,蔡 凯,刘元华

(北京遥感信息研究所,北京 100011)

0 引言

旋转长基线干涉仪(RLBI)通过不断旋转形成时序上的多条虚拟基线来完成相位差解模糊和定位。与传统的多通道干涉仪和阵列测向等方法相比,旋转基线体制具有设备简单、通道一致性要求低等优点,但是,长基线干涉仪只能测量得到模糊相位差,如何利用模糊相位差高效准确地定位,是旋转干涉仪定位体制需要解决的首要问题。

要解决该问题,最直接的思路是首先将模糊相位差恢复成真实相位差,再进行定位解算。文献[1-4]分别研究了圆阵、GPS测向、导弹导引头测向和近场测向等条件下相位差解模糊的方法,实现了针对具体应用场景的定位解算。但是,该类方法对信号测量间隔和精度要求高,一般需要满足相对无模糊条件才能实现。为了扩展适用范围,文献[5-7]探索了利用模糊相位差直接定位的方法,在定位解空间利用各种优化算法直接搜索最优解。该类方法不再需要恢复真实相位差,但是,计算量随着可能定位区域的扩大迅速增加,且定位精度与搜索粒度密切相关,在具体应用中受到一定限制。

本文在研究旋转长基线干涉仪相位差和模糊数变化特点的基础上,提出了相位差“条带”和“路径”的概念,将需要搜索的解空间限制在模糊数序列空间中,与直接在定位空间中搜索相比,大大降低了解空间的维度。用隐马尔可夫模型(HMM)对“条带”转移过程和相位差观测过程进行建模,通过结合“卡尔曼”滤波过程和“维特比”状态解码过程,同步实现了相位差解模糊和滤波定位。……

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