一种基于Duffing-Lorenz混沌系统的信号源定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子信号通信领域，尤其是一种基于Duffing-Lorenz混沌系统 的信号源定位方法。
【背景技术】
[0002] 当今社会定位方法有很多，例如GPS定位、基站定位、WiFi AP定位、蓝牙定位 iBeacon等等，它们各有各的优势。但其都是基于强信号进行定位，对于弱信号发射源的定 位，目前国内并没有一套成型且可靠的方案。在微弱信号检测领域中，目前人们已经验证了 将Duffing振子用于检测信号的可行性。然而人们仅仅是利用混沌检测微弱信号，却无法 对微弱信号源进行定位。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种灵敏性高、对微弱信号检测定位精准的基于 Duffing-Lorenz混纯系统的信号源定位方法。
[0004] 为实现上述目的，采用了以下技术方案：
[0005] 本发明方法主要包括三个相同的信号接收器，所述定位方法步骤如下：
[0006] a、三个信号接收器安装在不同的位置建立一组接收基站；每个信号接收器由同样 的自相关器和Duffing-Lorenz电路构成，三个信号接收器的位置信息记录在计算机中；
[0007] b、在接收微弱正弦波信号前，根据Duffing-Lorenz公式的输出变量x、y、z、u、V与 自变量t的关系，选择每个电路中代表X、y、z、u、V变量输出的5个点作为测试点，调节每 个Duff ing-Lorenz电路，使5个输出点输出的x、y、z、u、V变量的电压波形为混纯波形；
[0008] C、信号源在某一时刻发射出的微弱正弦信号与信号接收器连接的 Duffing-Lorenz电路中余弦信号频率相同，该微弱正弦信号经过不同时间延迟分别到达三 个信号接收器；
[0009] d、三个信号接收器接收到该微弱正弦信号后经过各自的自相关器进行信号去噪 处理，将处理后的微弱正弦信号作为输入信号引入各自连接的Duffing-Lorenz电路；
[0010] e、三个Duffing-Lorenz电路各自的编号为x、y、z、u、v的5个变量输出的电压波 形从混沌波形变向大周期波形，选择其中一个用于检测的变量的输出电压波形，利用检测 器分别记录三个Duffing-Lorenz电路中所选的每一个用于检测的变量输出电压波形转变 的时刻h、t 2、t3;
[0011] 厂将tpt2、t3输入到计算机中，三个信号接收器的位置已知，时间t pt2、t3已知， 利用记录的三个时间丨1、丨2、丨 3和已知发射的频率速度、三个信号接收器的位置，可计算出第 四个点的位置，第四个点即发射微弱正弦信号源的位置，从而完成对信号源的定位。
[0012] 步骤b中，将Lorenz算法和Duffing算法融合为一种新六维混纯算法，具体形式 为：
[0014] 式中：a、b、c、d、e、f、g是实常数，取余弦函数cos(wt)的频率为w，时间为t，用变
【主权项】
1. 一种基于Duffing-Lorenz混纯系统的信号源定位方法，包括三个相同的信号接收 器，其特征在于，所述定位方法步骤如下： a、 三个信号接收器安装在不同的位置建立一组接收基站；每个信号接收器由同样的自 相关器和Duffing-Lorenz电路构成，三个信号接收器的位置信息记录在计算机中； b、 在接收微弱正弦波信号前，根据Duffing-Lorenz公式的输出变量X、y、z、u、V与自 变量t的关系，选择每个电路中代表X、y、z、u、V变量输出的5个点作为测试点，调节每个 Duffing-Lorenz电路，使5个输出点输出的x、y、z、u、V变量的电压波形为混纯波形； c、 信号源在某一时刻发射出的微弱正弦信号与信号接收器连接的Duffing-Lorenz电 路中余弦信号频率相同，该微弱正弦信号经过不同时间延迟分别到达三个信号接收器； d、 三个信号接收器接收到该微弱正弦信号后经过各自的自相关器进行信号去噪处理， 将处理后的微弱正弦信号作为输入信号引入各自连接的Duffing-Lorenz电路； e、 三个Duffing-Lorenz电路各自的编号为x、y、z、u、v的5个变量输出的电压波形从 混沌波形变向大周期波形，选择其中一个用于检测的变量的输出电压波形，利用检测器分 别记录三个Duffing-Lorenz电路中所选的每一个用于检测的变量输出电压波形转变的时 刻七1、七2、七3; f、 将vt2、t^入到计算机中，三个信号接收器的位置已知，时间t pt2、t3已知，利用 记录的三个时间&424 3和已知发射的频率速度、三个信号接收器的位置，可计算出第四个 点的位置，第四个点即发射微弱正弦信号源的位置，从而完成对信号源的定位。
2. 根据权利要求1所述的一种基于DufTing-Lorenz混纯系统的信号源定位方法，其 特征在于：步骤b中，将Lorenz算法和Duffing算法融合为一种新六维混纯算法，具体形式 为：
式中：8、13、(3、(1、6、；^8是实常数，取余弦函数(308(￥1：)的频率为￥，时间为1：，用变量9 替换Wt，余弦函数变换成cos (q);当选取特定的参数值a、b、c、d、e、f、g时，系统用对应的 Duffing-Lorenz电路中x、y、z、u、v五个变量输出混纯形状的电压波形；当加入频率为同 频率w的微弱正弦波电信号后，其具体形式变为：
调节系统的各个参数可以使系统在加入余弦信号相同频率的幅值k大于KT6伏电压的 微弱正弦波电信号后，对应的Duffing-Lorenz电路x、y、z、u、V五个变量输出电压从混纯 波形转变为大周期波形。
【专利摘要】一种基于Duffing-Lorenz混沌系统的信号源定位方法，三个不同位置的信号接收器组成一组接收基站，信号接收器由同样的自相关器和Duffing-Lorenz电路构成，接收微弱信号前，调节Duffing-Lorenz电路使电路输出电压波形为混沌波形，当三个信号接收器分别在不同时间接收到微弱信号时，经过各自的自相关器进行信号去噪处理后，将其作为输入信号引入各自的Duffing-Lorenz电路，用检测器检测三个Duffing-Lorenz电路输出的电压波形从混沌波形变向大周期波形并记录突变点时间t1、t2、t3，突变点时间输入计算机中，利用计算机计算出信号源位置。本发明具有灵敏性高、对微弱信号检测定位精准等优点。
【IPC分类】G01S5-04
【公开号】CN104635204
【申请号】CN201510033113
【发明人】刘福才, 杨霞, 宋菲菲, 刘剑鸣
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月22日