一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法与流程

本发明涉及基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，该方法属于复杂环境下认知导航领域一种全源导航设计方法，特别适用于复杂多变环境下的自适应动态导航和定位。

背景技术：

1、卫星导航技术在信息化战争的作用日益突出。在提供精确导航服务的同时，如何避免人为干扰和欺骗，提高系统整体的抗干扰能力等问题被提上日程。以认知无线电、认知雷达等位代表的认知动态系统概念的出现为卫星导航系统抗干扰研究提供了新思路。因此，国内学者提出了认知卫星导航系统的概念。认知卫星导航系统基于认知理念能够主动寻找空间中的空闲频谱，并根据一定的原则和标准，动态地调整系统响应参数(工作频率，发射功率，伪码类型以及调制方式等)，通过整体协作的联动，在有效躲避敌方人为干扰的同时，避免对己方其他系统形成干扰。以认知技术为基础的认知卫星导航系统是一种更加智能的导航信息处理系统。它能在感知当前电磁环境的基础上，通过对环境的理解和学习，适时调整其内部配置，以自适应于外部环境的统计变化，并依据相应模型和机制从而确保导航业务有效、可靠地完成。它具有无论何时何地都能充分利用传感器冗余信息进行可靠导航的能力，将成为未来智能导航、可靠应用发展的重要方向。

技术实现思路

1、本发明针对复杂电磁环境下单一导航源导航定位稳定性差的问题，采用基于多源传感器采集的环境信息辅助多源传感器进行弹性导航定位的融合，提升了导航定位的稳定性。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，包括以下步骤：

4、(1)初始化载体中所有传感器的定位结果，并根据环境信息和不同传感器定位精度给不同的传感器赋予不同的环境权值初值，其中环境权值初值与传感器在对应环境下的定位精度有关，定位精度越高环境权值初值越大；

5、(2)根据各个传感器初始化的定位结果和对应的环境权值初值，计算初始时刻所有传感器的融合定位结果；

6、(3)若环境未发生明显变化，则下一时刻t环境权值不变，若环境发生变化，则对不同传感器重新赋予不同的权值，即：其中，μn为第n个传感器的权值约束系数，αn为第n个传感器的环境影响因子，perr,n为第n个传感器的定位精度；

7、(4)计算t时刻不同传感器的定位结果与前一时刻定位结果之间的距离差cn(t)，并基于距离差cn(t)计算权值调整系数gn(t)；

8、(5)计算t时刻的实际加权权值fn(t)，即

9、fn(t)＝gn(t)ωn(t)；

10、(6)根据t时刻的实际加权权值和传感器的定位结果，计算融合定位结果qr(t)。

11、进一步的，步骤(4)中权值调整系数gn(t)为：

12、

13、式中，γn为权值调整比例系数，βn为速度与距离的转化调整系数，δ为权重调整系数，v(t)为载体运动速度。

14、进一步的，步骤(6)中融合定位结果qr(t)为：

15、

16、式中，n为传感器的个数，qn(t)为t时刻第n个传感器的定位结果。

17、本发明相比现有技术的有益效果为：

18、本发明提供一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，该方法的有益效果主要体现在以下方面：

19、1、本发明方法可根据环境信息和随机定位精度动态调整不同传感器的融合加权权值，提高了多源融合定位的导航定位稳定性和连续性；

20、2、本发明方法在导航定位的结果端实现，不需要考虑不同传感器的数据格式差异性；

21、3、本发明方法计算量小、实现简单，不会大幅增加计算复杂度。

技术特征：

1.一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，其特征在于，步骤(4)中距离权值调整系数gn(t)为：

3.根据权利要求1所述的一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，其特征在于，步骤(6)中融合定位结果qr(t)为：

技术总结
本发明提出了一种基于环境认知的全源导航自适应滤波器设计方法，属于复杂环境下认知导航领域。该方法根据环境给不同的传感器赋予不同的环境约束权值，根据前一时刻的定位结果计算不同传感器的当前距离约束权值，实时生成不同传感器的实际约束权值，归一化后实现多源传感器的融合定位。该方法在多源传感器的定位端实现，实现较为简单，能够根据环境动态调整不同传感器的融合加权权值系数，提高了多源融合定位的稳定性和连续性。

技术研发人员：范广伟,晁磊,翟江鹏,王永杰,李新亮,郝志松,陈玮,孟岩,徐灿,滕学斌
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14