一种低慢小航空器的探测方法和系统与流程

本发明属于探测技术领域，尤其涉及一种低慢小航空器的探测方法和系统。

背景技术：

低慢小航空器是指具有“低空超低空飞行，飞行速度较慢，不易被雷达发现”等全部或部分特征的航空器和空飘物。一般情况下低慢小航空器的飞行高度在1000m(米)以下，飞行速度小于200km/h(千米/小时)，反射截面小于2m²(平方米)。目前，所能见到的低慢速小航空器包括：警用或民用直升机、无人飞行器、航空模型、滑翔伞、热气球、动力伞等。

由于低慢小航空器体积小，操控简单，可搭载一定的重物，且飞行高度低，地面遮挡多，一直是低空探测的难点。目前，主要利用雷达对军事重地对低慢小航空器进行探测。但是，一方面，雷达对低慢小航空器的探测效果差，另一方面雷达设备组网复杂、射频辐射较大且费用昂贵。

技术实现要素：

本发明提供低慢小航空器的探测方法和系统，旨在解决雷达对低慢小航空器的探测效果差，以及雷达设备组网复杂、射频辐射较大且费用昂贵的问题。

本发明提供的一种低慢小航空器的探测方法，所述方法应用于基站，其中，所述方法包括：

将射频信号进行分路；

将分路后的射频信号作为探测信号发射到低空空域；

获取所述低空空域中的低慢小航空器反射的反射信号；

从所述反射信号中提取不同基站发射的探测信号各自对应的反射信号分量，并根据所述探测信号的发送时刻、所述反射信号的接收时刻、所述反射信号分量和所述基站的标识码对所述低慢小航空器进行测距、定位和识别。

本发明提供的一种低慢小航空器的探测系统，所述系统包括：基站、低空广角天线和探测处理装置；

所述基站，用于将射频信号进行分路，并将分路后的射频信号作为探测信号发送给低空广角天线；

所述低空广角天线，用于将接收的所述探测信号发射到低空空域，以及接收所述低空空域中低慢小航空器反射的反射信号，并将所述反射信号发送给所述基站；

所述基站，还用于从接收的所述反射信号中提取不同基站发射的探测信号各自对应的反射信号分量，以及将所述探测信号的发送时刻、所述反射信号的接收时刻、所述反射信号分量和所述基站的标识码作为探测数据发送给所述探测处理装置；

所述探测处理装置，用于根据所述探测数据对所述低慢小航空器进行测距、定位和识别。

本发明提供的一种低慢小航空器的探测方法和系统，通过利用基站将射频信号分路后作为探测信号发射到低空空域，并利用获取的低慢小航空器反射的反射信号进行识别、定位和追踪。由于基站为基础设施，数量巨大，可以覆盖人们生活的大部分区域，因此由基站发射的探测信号强度高，探测信号密集，对低慢小航空器的探测效果好，另外，利用基站发射探测信号可以省去昂贵的雷达设施，极大的减少了探测费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明第一实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法的实现流程示意图；

图2是本发明第二实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法的实现流程示意图；

图3是本发明第三实施例提供的一种低慢小航空器的探测系统的结构示意图；

图4是本发明第四实施例提供的一种低慢小航空器的探测系统的结构示意图；

图5是本发明第四实施例提供的另一种低慢小航空器探测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法的实现流程示意图，图1所示的低慢小航空器的探测方法主要包括以下步骤：

s101、将射频信号进行分路；

基站将产生的视频信号进行分路，得到多组分路后的射频信号。

s102、将分路后的射频信号作为探测信号发射到低空空域；

基站可以将多组分路后的射频信号作为探测信号发射到低空空域。发射探测信号时可以通过基站自身的天线，也可以通过外置的天线进行发送。探测信号为用于探测低慢小航空器的信号。

s103、获取该低空空域中的低慢小航空器反射的反射信号；

反射信号为低慢小航空器对探测信号进行反射后的信号。

s104、从该反射信号中提取不同基站发射的探测信号各自对应的反射信号分量，并根据该探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和该基站的标识码对该低慢小航空器进行测距、定位和识别。

本发明实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法，通过利用基站将射频信号分路后作为探测信号发射到低空空域，并利用获取的低慢小航空器反射的反射信号进行识别、定位和追踪。由于基站为基础设施，数量巨大，可以覆盖人们生活的大部分区域，因此由基站发射的探测信号强度高，探测信号密集，对低慢小航空器的探测效果好，另外，利用基站发射探测信号可以省去昂贵的雷达设施，极大的减少了探测费用。

请参阅图2，图2为本发明第二实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法的实现流程示意图，图2所示的低慢小航空器的探测方法主要包括以下步骤：

s201、将射频信号进行分路；

基站通过内置的分路器将产生的射频信号进行分路。优选地，基站为4g基站。

s202、将分路后的射频信号发送给地面区域；

基站通过地面天线将射频信号发送给地面区域以便于地面区域进行通讯。地面天线为用于接收和发送地面区域中的通讯信号的天线。

s203、获取该地面区域和该低空空域的通讯信号，并将该地面区域的通讯信号发送到该低空空域，或将该低空空域的通讯信号发送给该地面区域，以使该地面区域与该低空空域进行通讯；

基站通过地面天线接收地面区域的通讯信号，通过低空广角天线接收低空空域的通讯信号，并通过低空广角天线将地面区域的通讯信号发送到低空空域，或通过地面天线将低空空域的通讯信号发送到地面区域。如此，可以实现低空空域与地面区域进行通讯。同理，基站也可以通过低空广角天线将低空空域的通讯信号发送给低空空域中，实现低空空域中的通讯，从而扩展了通讯范围。低空广角天线为用于发射和接收低空空域中通讯信号的天线。

s204、将分路后的射频信号作为探测信号发射到低空空域；

基站通过低空广角天线将分路后的射频信号作为探测信号发射到低空空域。其中，低空广角天线还可以用于向低空空域中发射探测信号和接收低慢小航空器反射的反射信号的天线。

s205、获取该低空空域中的低慢小航空器反射的反射信号；

基站通过低空广角天线接收低空空域中低慢小航空器反射的反射信号。由于存在多个基站发射探测信号，因此，每个基站接收的反射信号为多个基站发射的探测信号被低慢小航空器反射后的信号总和。

s206、从该反射信号中提取不同基站发射的探测信号各自对应的反射信号分量，并根据该探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和该基站的标识码对该低慢小航空器进行测距、定位和识别。

进一步地，从该反射信号中提取不同基站发射的探测信号各自对应的反射信号分量，具体为：

按照预存的多个导频信号的频率和序列，从该反射信号中提取与该频率和序列相同的反射信号分量。

其中，多个导频信号的频率和序列用于区分发射不同探测信号的基站。在实际应用中，每个基站发射的导频信号的频率和序列是不同的，按照预存的导频信号的频率和序列，从反射信号中提取与该频率和序列相同的反射信号分量可以得到每个基站反射的探测信号所对应的反射信号。

进一步地，根据该探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和该基站的标识码对该低慢小航空器进行测距、定位和识别，包括如下步骤：

步骤一、将反射信号的接收时刻确定为反射信号分量的接收时刻，并利用和同一标识码对应的探测信号的发送时刻和反射信号分量的接收时刻及信号传播速率，计算各标识码对应的基站与低慢小航空器的距离。

标识码为用于唯一识别基站的信息，可以由多个字符构成。通过和同一标识码对应的探测信号的发送时刻和发射信号分量的接收时刻，计算从发射探测信号到被低慢小航空器反射后接收到反射信号过程中信号传播的时间，再利用信号传播速率和信号传播时间得到信号传播的距离，信号传播距离的一半即为基站与低慢小航空器的距离。

步骤二、根据多个标识码确定多个基站的位置。

由于基站处固定位置，通过唯一识别基站的标识码，即可唯一确定基站的位置。

步骤三、根据多个基站的位置和计算得到的低慢小航空器与多个基站的距离，确定低慢小航空器的位置。

各个基站共享各自与低慢小航空器之间的距离。如此，通过多个基站的位置和距离即可确定低慢小航空器的位置。在实际应用中，每个基站利用上述方法可以探测其周围小区域中低慢小航空器的运行情况。

步骤四、对具有同一个标识码的反射信号分量进行识别处理，得到低慢小航空器的形状。

具有同一个标识码的反射分量为同一个基站发射的探测信号对应的反射信号，并对反射信号进行回波起伏识别处理、调制谱特性识别处理或极点分布识别处理等处理方法，得到低慢小航空器的形状。

可选地，根据该探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和该基站的标识码对该低慢小航空器进行测距、定位和识别，具体为：

将探测信号的发送时刻、反射信号的接收时刻、反射信号分量和基站的标识码作为探测数据发送给探测处理装置，通过探测处理装置对探测数据进行测距、定位和识别处理来对所述低慢小航空器进行测距、定位和识别。

本发明实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法，通过利用基站将射频信号分路后作为探测信号发射到低空空域，并利用获取的低慢小航空器反射的反射信号进行识别、定位和追踪。由于基站为基础设施，数量巨大，可以覆盖人们生活的大部分区域，因此由基站发射的探测信号强度高，探测信号密集，对低慢小航空器的探测效果好，另外，利用基站发射探测信号可以省去昂贵的雷达设施，极大的减少了探测费用。

请参阅图3，图3为本发明第三实施例提供的一种低慢小航空器的探测系统的结构示意图，图3所示的低慢小航空器的探测系统主要包括：基站301、低空广角天线302和探测处理装置303，各模块的功能具体如下所述：

基站301，用于将射频信号进行分路，并将分路后的射频信号作为探测信号发送给低空广角天线。

低空广角天线302，用于将接收的该探测信号发射到低空空域，以及接收该低空空域中低慢小航空器反射的反射信号，并将该反射信号发送给基站301。

低空广角天线302为用于向低空空域中发射探测信号和接收低慢小航空器反射的反射信号的天线。低空广角天线302发射信号的范围可以为半球形面向低空空域，还可以为圆锥形面向低空空域，范围不作限制只要可以覆盖低空空域即可。

基站301，还用于从接收的该反射信号中提取不同基站301发射的探测信号各自对应的反射信号分量，以及将探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和基站301的标识码作为探测数据发送给探测处理装置303。

探测处理装置303，用于根据该探测数据对该低慢小航空器进行测距、定位和识别。

本实施例中基站301实现上述功能的方法，请参照图1所示的第一实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法，通过利用基站将射频信号分路后作为探测信号发射到低空空域，并利用获取的低慢小航空器反射的反射信号进行识别、定位和追踪。由于基站为基础设施，数量巨大，可以覆盖人们生活的大部分区域，因此由基站发射的探测信号强度高，探测信号密集，对低慢小航空器的探测效果好，另外，利用基站发射探测信号可以省去昂贵的雷达设施，极大的减少了探测费用。

请参阅图4，图4为本发明第四实施例提供的一种低慢小航空器的探测系统的结构示意图，图4所示的低慢小航空器的探测系统主要包括：基站401、低空广角天线402、探测处理装置403和地面天线404，各模块的功能具体如下所述：

基站401，用于将射频信号进行分路，并将分路后的射频信号作为探测信号发送给低空广角天线。

低空广角天线402，用于将接收的该探测信号发射到低空空域，以及接收该低空空域中低慢小航空器反射的反射信号，并将该反射信号发送给基站401。

低空广角天线402为用于向低空空域中发射探测信号和接收低慢小航空器反射的反射信号的天线。

基站401，还用于从接收的该反射信号中提取不同基站401发射的探测信号各自对应的反射信号分量，以及将探测信号的发送时刻、该反射信号的接收时刻、该反射信号分量和基站401的标识码作为探测数据发送给探测处理装置403。

探测处理装置403，用于根据该探测数据对该低慢小航空器进行测距、定位和识别。

其中，探测处理装置可以是用于进行低慢小航空器进行探测的终端，服务器以及其它的网络处理系统。

进一步地，该系统还包括：地面天线404；

基站401，还用于将分路后的射频信号发送给地面天线404。

地面天线404，用于接收该射频信号，并将该射频信号发射到地面区域，以及将接收的该地面区域的通讯信号发送给基站401。

地面天线为用于接收和发送地面区域中的通讯信号的天线。

低空广角天线402，还用于接收该低空空域的通讯信号，并将接收的该低空空域的通讯信号发送给基站401。

低空广角天线为用于发射和接收低空空域中通讯信号的天线。

基站401，还用于接收地面天线404发送的通讯信号和低空广角天线402发送的通讯信号，并将地面天线404发送的通讯信号发送到低空广角天线402，或将低空广角天线402发送的通讯信号发送给地面天线404，以使该地面区域与该低空空域进行通讯。

进一步地，

基站401，还用于按照预存的多个导频信号的频率和序列，从该反射信号中提取与该频率和序列相同的反射信号分量。

其中，多个导频信号的频率和序列用于区分发射不同探测信号的基站。

进一步地，

探测处理装置403，还用于将该反射信号的接收时刻确定为该反射信号分量的接收时刻，并利用和同一标识码对应的探测信号的发送时刻和反射信号分量的接收时刻及信号传播速率，计算各标识码对应的基站与该低慢小航空器的距离。

标识码为用于唯一识别基站的信息，可以由多个字符构成。探测处理装置403通过和同一标识码对应的探测信号的发送时刻和发射信号分量的接收时刻，计算从发射探测信号到被低慢小航空器反射后接收到反射信号过程中信号传播的时间，再利用信号传播速率和信号传播时间得到信号传播的距离，信号传播距离的一半即为基站与低慢小航空器的距离。

探测处理装置403，还用于根据多个该标识码确定多个基站的位置。

由于基站处固定位置，探测处理装置403通过可以唯一识别基站的标识码，即可确定基站的位置。

探测处理装置403，还用于根据该多个基站的位置和计算得到的低慢小航空器与该多个基站的距离，确定该低慢小航空器的位置。

探测处理装置403接收多个基站404发送的标识码和距离，如此，通过多个基站的位置和距离即可确定低慢小航空器的位置。

探测处理装置403，还用于对该具有同一个标识码的反射信号分量进行识别处理，得到该低慢小航空器的形状。

具有同一个标识码的反射分量为同一个基站发射的探测信号对应的反射信号。探测处理装置403通过对反射信号进行回波起伏识别处理、调制谱特性识别处理或极点分布识别处理等处理方法，得到低慢小航空器的形状。探测处理装置403接收多个基站发射的反射信号，其探测范围覆盖了所有基站探测的范围，可以实现大范围低空空域中低慢小航器的探测。如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种低慢小航空器探测系统的示意图，其中，该系统包括了多个基站401、多个低空广角天线402、多个地面天线以及一个探测处理装置403。

本实施例中基站401实现上述功能的方法，请参照图1和图2所示的第一实施例和第二实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供的一种低慢小航空器的探测方法，通过利用基站将射频信号分路后作为探测信号发射到低空空域，并利用获取的低慢小航空器反射的反射信号进行识别、定位和追踪。由于基站为基础设施，数量巨大，可以覆盖人们生活的大部分区域，因此由基站发射的探测信号强度高，探测信号密集，对低慢小航空器的探测效果好，另外，利用基站发射探测信号可以省去昂贵的雷达设施，极大的减少了探测费用。

在本申请所提供的多个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信链接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信链接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的低慢小航空器的探测方法和系统的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。