一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法及系统与流程

本发明涉及水中目标定位方法，尤其涉及一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法及系统。

背景技术：

1、水中非合作目标的定位在军事、民用、科学研究和公共安全等多个领域发挥重要作用，现阶段通常的做法是通过测量目标发出的信号到达各定位节点之间的时延差，进而求得目标与各定位节点之间的距离差，实现非合作目标的定位，这种方法需要复杂的数学运算和大量的数据处理，对处理器的计算能力有较高的要求，且这种方法的高计算量可能导致延迟，影响实时性，导致在实时系统和嵌入式系统中应用效果不够理想。这种方法还易受定位节点几何约束，尤其常用的三个定位节点进行三角测量时，如果节点布置不合理，导致最终的定位结果不理想。

2、综上所述，现阶段技术不适用于实时系统和嵌入式系统，又容易受定位节点几何约束，导致最终的定位结果不理想。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法及系统，用以解决现阶段技术不适用于实时系统和嵌入式系统，又容易受定位节点几何约束，导致最终的定位结果不理想的问题。鉴于上述问题，本申请提供了一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法及系统。

2、第一方面，本申请提供了一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法，所述方法包括：获取水下非合作目标的预估搜索区域，基于所述预估搜索区域投放分布式长基线测量系统，所述分布式长基线测量系统包括若干测量单元，所述监测单元包括成对的水下监测组件和水上监测组件；基于领域迭代搜索策略，在所述预估搜索区域内通过迭代更新当前搜索区域来缩小搜索范围，所述当前搜索区域是通过特征函数得到的当前特征值序列从若干当前子区域中筛选的最优子区域，所述若干当前子区域是按照当前迭代步长将前一次迭代更新的当前搜索区域切割而成，并获得若干当前子区域的位置三维坐标，直到达到预设的迭代终止条件，筛选出的最优子区域其所处位置即为水下非合作目标的位置，其中，通过特征函数得到的当前特征值序列：通过所述水下监测组件实时获取水下非合作目标发出的声信号，提取所述声信号到达各测量单元的时刻，同时，通过所述水上监测组件获取声信号到达各测量单元时刻各测量单元的当前位置三维坐标；所述水下监测组件测量预估搜索区域的水中声速，将所述声信号到达各测量单元的时刻、各测量单元的当前位置三维坐标、若干当前子区域的位置三维坐标和水中声速作为参数输入到特征函数中，得到当前特征值序列。

3、第二方面，申请提供了一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位系统，所述系统包括：分布式长基线测量系统模块，所述分布式长基线测量系统模块用于获取水下非合作目标的预估搜索区域，基于所述预估搜索区域投放分布式长基线测量系统，所述分布式长基线测量系统包括若干测量单元，所述监测单元包括成对的水下监测组件和水上监测组件；邻域迭代搜索模块，所述领域迭代搜索模块用于基于领域迭代搜索策略，在所述预估搜索区域内通过迭代更新当前搜索区域来缩小搜索范围，所述当前搜索区域是通过特征函数得到的当前特征值序列从若干当前子区域中筛选的最优子区域，所述若干当前子区域是按照当前迭代步长将前一次迭代更新的当前搜索区域切割而成，并获得若干当前子区域的位置三维坐标，直到达到预设的迭代终止条件，筛选出的最优子区域其所处位置即为水下非合作目标的位置，其中，通过特征函数得到的当前特征值序列：通过所述水下监测组件实时获取水下非合作目标发出的声信号，提取所述声信号到达各测量单元的时刻，同时，通过所述水上监测组件获取声信号到达各测量单元时刻各测量单元的当前位置三维坐标；所述水下监测组件测量预估搜索区域的水中声速，将所述声信号到达各测量单元的时刻、各测量单元的当前位置三维坐标、若干当前子区域的位置三维坐标和水中声速作为参数输入到特征函数中，得到当前特征值序列。

4、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

5、获取水下非合作目标的预估搜索区域，基于所述预估搜索区域投放分布式长基线测量系统，实现多点定位，减少几何约束问题，提高定位精度，可以通过冗余数据和容错机制来提高鲁棒性，保证定位功能的连续性和可靠性，且通过高效搜索减少不必要的资源消耗，降低总体成本；基于领域迭代搜索策略，在所述预估搜索区域内通过迭代更新当前搜索区域来缩小搜索范围，直到达到预设的迭代终止条件，筛选出的最优子区域其所处位置即为水下非合作目标的位置，通过领域迭代搜索策略逐渐缩小搜索范围，减少计算量，提高收敛速度可以快速收敛到目标位置附近，定位精度且实用性强。

6、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法，其特征在于，筛选出的最优子区域其所处位置即为水下非合作目标的位置，包括：

3.如权利要求2所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法，其特征在于，所述当前迭代步长满足预设的迭代终止条件，包括：

4.如权利要求1所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法，其特征在于，所述特征函数，包括：

5.一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位系统，其特征在于，所述系统应用于权利要求1-4，包括：

6.如权利要求5所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位系统，

7.如权利要求5所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位系统，

8.如权利要求5所述的基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位系统，

技术总结本发明涉及水中目标定位方法，尤其一种基于邻域迭代搜索的水中非合作目标定位方法及系统，获取水下非合作目标的预估搜索区域，投放分布式长基线测量系统并测量相应信息，基于领域迭代搜索策略，在预估搜索区域内通过迭代更新当前搜索区域来缩小搜索范围，当前搜索区域是通过特征函数得到的当前特征值序列从若干当前子区域中筛选的最优子区域，若干当前子区域是按照当前迭代步长将前一次迭代更新的当前搜索区域切割而成，直到达到预设的迭代终止条件，筛选出的最优子区域其所处位置即为水下非合作目标的位置。本发明原理简明、计算量小，更适合应用于实时系统和嵌入式系统，并解决现有技术易受定位节点几何约束，导致最终定位结果不理想问题。技术研发人员：薛飞受保护的技术使用者：大连诺沃科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2