(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 202210809121.5 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新西区西源 大道2006号 (72)发明人 鲜昕尧　李万春　魏平　高林　 (74)专利代理 机构 成都点睛专利代理事务所 (普通合伙) 51232 专利代理师 孙一峰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G01S 11/10(2006.01)G01S 5/02(2010.01) (54)发明名称 一种用于多 普勒传感器的定位校准方法 (57)摘要 本发明提出了一种用于多普勒传感器的定 位校准方法， 来实现在纯多普勒环境下的定位， 并且对传感器的固定偏差进行了校准， 有良好的 性能、 对环境的适应性和鲁棒性， 可以满足工程 中的设计要求。 该发明以量测信息为出发点， 目 标运动特性作为主要途径， 建立起各时刻目标运 动特性的关系， 将量测方程每个时刻联系起来， 再通过泰勒展开的方式， 将目标偏 差值和测量值 分离开来， 实现了量测方程的线性化， 最后通过 最小二乘的方法， 不仅实现了对传感器偏差的估 计， 也实现了对目标初始位置和速度偏差的估 计。 权利要求书3页 说明书5页 附图3页 CN 115034089 A 2022.09.09 CN 115034089 A 1.一种用于多普勒传感器的定位校准方法， 定义通过M个静止不动的传感器对1个目标 进行量测， 传感器位置为sm＝[xm,ym]T， m＝1,2…M； 目标的位置为u＝[ux,uy]T， 速度为v＝ [vx,vy]T， x和y分别表示横纵坐标上的位置和速度信息， 信号波长为λ， 每个传感器的量测信 息为： 其中， uk表示k时刻的目标位置， 为第m个传感器的k时刻角度测量误差， 服从零均 值， 方差为 的高斯分布1≤i≤ M； 其特征在于述定位校准方法包括： S1、 通过多普勒定位方法， 获得目标初始时刻的定位以及速度信息， 具体方法为： 对量测信息进行处理， 消除信号特征对量测的影响， 即对传感器量测结果乘以λ， 不考 虑时刻的情况 下量测建模结果如下： 写成矩阵的形式为： h＝Av+nh 其中： h＝[h1,h2,...,hM]T nh＝ λnf nf＝[n1,n2,…,nK]T 由上述关于频差测量噪声nf的定义， 可知其 等效误差n 为高斯分布， 且 满足如下 特性： E(n)＝0； E(n nT)＝σ2I＝Q 通过最小二乘法得到的似然函数为： L＝(h‑Av)TQ(‑1)(h‑Av)＝σ‑2(h‑Av)T(h‑Av) 似然解为： 因速度矢量是关于测量 值的线性乘积项， 有： vML＝(ATA)(‑1)ATh 从而得： 定义矩阵A的正交 投影矩阵 为： 则：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115034089 A 2从而得到 定位结果； 定义每个传感器m的测量 误差为fd， 将传感器k时刻所测频差结果建模为： hm(k)＝ λ fm(k)+λwm(k)+λ fdm S2、 获取初时刻速度和位置偏差的估计值以及 传感器偏置的估计值： 在匀速直线运动模型下， 以第一次测量结果为基础对传感器的量测信息进行建模， 将 位置信息和速度信息表示为 其中上标～用于表示第一次测量中的 偏差， 上标Λ用于表示第一次测量结果， 将任意 k时刻传感器m量测值表示 为： 其中△表示采样间隔； 将hm(i)在第一时刻测量 值处作一阶泰勒展开： 其中 表示上式对位置信息 和速度信息 的分别求 导； 将多时刻各个传感器结果联立可 得： 其中M代表传感器总个数， m对应第m个传感器T代 表总共的时刻， 共计M ×T个方程； 利用最小二乘法求解上述方程组， 得到初时刻速度和位置偏差的估计值以及传感器偏 置的估计值， 具体为先将方程组表示 为A×θ ＝B的形式， 其中： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115034089 A 3