測(cè)向交叉定位

實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)向交叉定位姓名***單位***學(xué)號(hào)***實(shí)驗(yàn)環(huán)境MATLAB實(shí)驗(yàn)時(shí)間**年**月**日實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆斩S測(cè)向交叉定位方法；掌握二維測(cè)向交叉定位的誤差。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定兩個(gè)測(cè)向站，設(shè)置其位置坐標(biāo)參數(shù)，對(duì)輻射源的測(cè)向角度。分別給定出真實(shí)值和測(cè)量值〔包含誤差〕，并且分別計(jì)算出輻射源的理論位置和測(cè)量位置，二者進(jìn)行比擬并且計(jì)算出圓概率誤差CEP和定位模糊區(qū)大小和位置誤差。三．實(shí)驗(yàn)原理測(cè)向原理二維平面測(cè)向定位：在的兩個(gè)或多個(gè)不同位置上測(cè)量雷達(dá)輻射電磁波的方向，各站測(cè)得的雷達(dá)方向數(shù)據(jù)按三角測(cè)量法交會(huì)計(jì)算出雷達(dá)的位置〔圖1〕。雷達(dá)與兩個(gè)測(cè)量站的距離分別為假設(shè)兩個(gè)偵察站的位置為和，由它們對(duì)輻射源E測(cè)向，測(cè)得的方位角分別為和〔由方位基準(zhǔn)逆時(shí)針為正向〕，并得到兩條位置線即等方位線，利用兩條位置線相交所得的交點(diǎn)即可確定輻射源的坐標(biāo)位置。由于和的兩個(gè)坐標(biāo)位置是的，而和是測(cè)得的，即和可以測(cè)量得到。那么可以得到輻射源位置：圓概率誤差為當(dāng)，時(shí)，到達(dá)最小值，此時(shí)定位模糊區(qū)當(dāng)，時(shí)，到達(dá)最小值，此時(shí)位置誤差測(cè)得的位置與真實(shí)位置之間的距離成為位置誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果圓概率誤差設(shè)置測(cè)向站位置和參數(shù)，角度設(shè)定，測(cè)量輻射源位置。設(shè)定目標(biāo)位置和，測(cè)向角度和，測(cè)得輻射源真實(shí)位置。規(guī)定測(cè)角誤差，得到輻射源的測(cè)量值規(guī)定測(cè)角誤差為rad，測(cè)得一組輻射源位置。圓概率誤差：求出當(dāng)前情況下CEP=0.5640。測(cè)向交叉定位及模糊區(qū)示意圖如圖1所示。圖1測(cè)向交叉定位示意圖定位模糊區(qū)當(dāng)設(shè)定測(cè)向角度和，測(cè)量誤差的時(shí)候，通過計(jì)算得到定位模糊區(qū)A=0.3750。位置誤差當(dāng)設(shè)定測(cè)向角度和，測(cè)量誤差的時(shí)候，通過計(jì)算得到r^2=0.5161.結(jié)果分析圓概率誤差改變測(cè)角誤差，觀察CEP的變化變化測(cè)角的方差，其變化值為，重新測(cè)量CEP，得到如圖2的結(jié)果。同時(shí)觀察定位模糊區(qū)的改變?nèi)鐖D3所示。圖2CEP隨測(cè)角誤差變化圖由圖2可以看出，當(dāng)改變測(cè)角精確度，即測(cè)角誤差時(shí)，CEP會(huì)隨著測(cè)角誤差增大而增大，這種趨勢(shì)根本呈線性關(guān)系。圖3定位模糊區(qū)示意圖由圖3可以看出，當(dāng)測(cè)角誤差由增大到，定位模糊區(qū)明顯增大，測(cè)量出的輻射源位置分布在更大的范圍內(nèi)。固定測(cè)角誤差，改變測(cè)向站測(cè)角大小，即改變測(cè)向站與輻射源的位置關(guān)系，觀察CEP的變化如圖4圖5和所示。理論上當(dāng)，時(shí)，到達(dá)最小值，此時(shí)。圖4CEP隨測(cè)量角度變化圖圖5CEP隨測(cè)量角度變化圖定位模糊區(qū)改變測(cè)角誤差，觀察A的變化變化測(cè)角的方差，其變化值為，重新測(cè)量A，得到如圖6的結(jié)果。從圖中可以看出，定位模糊區(qū)A的隨測(cè)角誤差變化根本呈現(xiàn)平方關(guān)系。這也驗(yàn)證了理論公式中的關(guān)系。改變測(cè)向角度，觀察定位模糊區(qū)A的變化圖6定位模糊區(qū)隨測(cè)角誤差變化圖位置誤差改變測(cè)角誤差，觀察位置誤差的變化變化測(cè)角的方差，其變化值為，重新測(cè)量，得到如圖7的結(jié)果。圖7位置誤差隨測(cè)角誤差變化圖實(shí)驗(yàn)代碼改變測(cè)角誤差，觀察、和的關(guān)系%%測(cè)向交叉定位clearall;clc;closeall;%%正態(tài)分布N=50;n=12;%設(shè)定獨(dú)立均勻分布變量的個(gè)數(shù)u=0.5;zb=zeros(1,N);%設(shè)定za初始值為零矩陣fori=1:nzb=zb+(rand(1,N)-u);endza=(zb-mean(zb))./(sqrt(var(zb)));%%位置及角度數(shù)據(jù)%設(shè)定第一個(gè)測(cè)向點(diǎn)位置為(0,0)；目標(biāo)位置為〔xe，ye〕%第二個(gè)側(cè)向點(diǎn)位置隨機(jī)產(chǎn)生x1=0;y1=0;x2=0;y2=45;sita1=50/57.3;%真實(shí)值1sita2=120/57.3;%真實(shí)值2C1=tan(sita1);%真實(shí)C2=tan(sita2);zhenshi=inv([C1,-1;C2,-1])*[C1*x1-y1;C2*x2-y2];%真實(shí)位置R1=sqrt((zhenshi(1)-x1)^2+(zhenshi(2)-y1)^2);R2=sqrt((zhenshi(1)-x2)^2+(zhenshi(2)-y2)^2);cjwc=0:.001*pi:0.02*pi;CEP=zeros(1,length(cjwc));A=zeros(1,length(cjwc));r_fang=zeros(1,length(cjwc));forj=1:length(cjwc)delt_theta=cjwc(j);%方差theta1=sita1+random('Normal',0,delt_theta,[1,N]);%測(cè)量值1theta2=sita2+random('Normal',0,delt_theta,[1,N]);%測(cè)量值2figure(1);plot(x1,y1,'ko',x2,y2,'ko',zhenshi(1),zhenshi(2),'r*');holdon;line([x1,x2],[y1,y2],'color','k','linewidth',2);holdon;line([x1,zhenshi(1)],[y1,zhenshi(2)],'color','k','linewidth',2);holdon;line([x2,zhenshi(1)],[y2,zhenshi(2)],'color','k','linewidth',2);holdon;wzgj=zeros(N,2);%位置測(cè)量值fori=1:Nc1=tan(theta1(i));%測(cè)量c2=tan(theta2(i));wzgj(i,:)=inv([c1,-1;c2,-1])*[c1*x1-y1;c2*x2-y2];%測(cè)量位置plot(wzgj(i,1),wzgj(i,2),'b+');holdon;endwc1=wzgj(:,1)-zhenshi(1);wc2=wzgj(:,2)-zhenshi(2);var_delxe=var(wc1);var_delye=var(wc2);CEP(j)=0.75*sqrt(var_delxe+var_delye);A(j)=4*(zhenshi(1))^2*(tan(delt_theta))^2/(sin(sita1)*sin(sita2)*sin(sita2-sita1));r_fang=R1^2*(delt_theta)^2+R2^2*(delt_theta)^2+2*R1*R2*(delt_theta)^2*cos(sita2-sita1).../(sin(sita2-sita1))^2;endfigure(2);plot(cjwc,CEP);xlabel('測(cè)角誤差σ');ylabel('CEP');figure(3)plot(cjwc,A,'r');holdon;xlabel('測(cè)角誤差σ');ylabel('定位模糊區(qū)A');p=polyfit(cjwc,A,2);f=polyval(p,cjwc);%%二次擬合測(cè)角誤差σ和定位模糊區(qū)A的關(guān)系plot(cjwc,f,'*k');legend('測(cè)量關(guān)系','二次擬合關(guān)系');figure(4)plot(cjwc,r_fang,'ro');holdon;xlabel('測(cè)角誤差σ');ylabel('位置誤差r^2');改變測(cè)量角度和，觀察的變化逐個(gè)改變，逐個(gè)計(jì)算%%測(cè)向交叉定位clearall;clc;closeall;%%正態(tài)分布N=50;n=12;%設(shè)定獨(dú)立均勻分布變量的個(gè)數(shù)u=0.5;zb=zeros(1,N);%設(shè)定za初始值為零矩陣fori=1:nzb=zb+(rand(1,N)-u);endza=(zb-mean(zb))./(sqrt(var(zb)));%%位置及角度數(shù)據(jù)%設(shè)定第一個(gè)測(cè)向點(diǎn)位置為(0,0)；目標(biāo)位置為〔xe，ye〕%第二個(gè)側(cè)向點(diǎn)位置隨機(jī)產(chǎn)生x1=0;y1=0;x2=0;y2=45;N1=200;ji1=linspace(20,80,N1);ji2=linspace(95,150,N1);[jiao1,jiao2]=meshgrid(ji1,ji2);sita1=jiao1/57.3;%真實(shí)值1sita2=jiao2/57.3;%真實(shí)值2delt_theta=0.001*pi;%方差C1=tan(sita1);%真實(shí)C2=tan(sita2);zhenshi=zeros(N1,N1,2);CEP=zeros(N1,N1);forj=1:N1%改變40度form=1:N1%改變110度zhenshi(m,j,:)=inv([C1(m,j),-1;C2(m,j),-1])*[C1(m,j)*x1-y1;C2(m,j)*x2-y2];%真實(shí)位置theta1=delt_theta*za+sita1(m,j);%測(cè)量值1theta2=delt_theta*za+sita2(m,j);%測(cè)量值2wzgj=zeros(N,2);%位置測(cè)量值fori=1:Nc1=tan(theta1(i));%測(cè)量c2=tan(theta2(i));wzgj(i,:)=inv([c1,-1;c2,-1])*[c1*x1-y1;c2*