一种基于接收信号功率信息的辐射源定位方法_3

文档序号:9863942阅读:来源:国知局
中该探测终端作为 第Ξ个被选中的终端M3化3,B3,曲),将M3从待用探测终端集里删除并转向(5);其中Δ Ln = L广Ln, Δ Bn二B广Bn;
[0090] (5)在待用探测终端集里,遍历所有探测终端,再计算I ALm| + | ABml,对计算结果 进行判断:
[0091] (5.1)判断是否有探测终端符合0.003< I ALm| + | ABml <0.005,如果有且有多个 探测终端,则选出使I ALm| + | ABml最大的那个探测终端,记为第四个被选中的终端M4化4, B4,H4),将M4从待选探测终端集里删除病转向(6);如果没有探测终端符合该条件,则转向 (5.2);
[0092] (5.2)判断是否有探测终端符合0.003+0.00化< I ALm| + | ABml <0.005+0.00化,k 依次取1,2,3· ··,直至有探测终端符合条件,选中该符合条件的探测终端,记为第四个 被选中的终端M4(L4,B4,H4),将心λ待用探测终端集里删除;其中,Δ Lm = L3+Lm,Δ Bm = B3+Bm;
[0093] (6)利用剩下的待用探测终端集,重复步骤(4)、(5),直至没有探测终端能满足条 件,或者已选中了不少于5个探测终端。如果参与定位计算的探测终端的数量越多,则后续 的定位计算相对来说就越精确,W上选取过程可W将符合位置条件的探测终端全部选中, 避免了因探测终端的数量过少而对定位结果产生较大的误差。
[0094] 3、计算选定的各探测终端所接收的电磁功率
[0095] 根据指定接收信号的频率范围和时间段,计算选定的探测终端在该指定接收信号 的频率范围和时间段内所接收到福射源的电磁功率P。该接收信号的功率的计算方法为:对 该指定接收信号范围内的信号功率谱进行积分。
[0096] 4、进行粗略定位计算
[0097] 首先将各探测终端的大地坐标转换到局部地面直角坐标系中,转换方法如下:
[0098] W探测终端Mo的所在点化o,Bo,册)为局部直角坐标系的坐标原点,Z轴为天顶方 向,X轴为正东方向,y轴为正北方向。首先,将各探测终端的大地坐标转换为各探测终端与 原点Mo之间的坐标差值,第m个探测终端的差值坐标为(Δ Lm,Δ Bm,Δ Hm),其中Δ Lm=Lm-L〇, ABm = Bm-B(),AHm = Hm-册。然后,采取W下转换公式(将地球视为正球体,半径R = 6378137 米),得到第m个探测终端的局部直角坐标参数:
[0099]
[0100] 利用各探测终端的局部地面直角坐标进行粗略定位计算,计算过程如下:
[0101] 假设福射源在局部直角坐标系中的坐标为(X,y,z),其等效发射功率为Po(dBm), 电波传播路径损耗指数为γ。所选定的各探测终端与福射源的距离为:
[0102]
[0103] 根据公式:巧。(颠贿)=巧與热句-卽log满,有W下非线性方程组成立:
[0104] Gm(x,y,z,Po, 丫)= 5 丫 log[(Xm-x)2+(ym-y)2+(Zm-z)2]-P〇+Pm,l <m<M
[0105] 其中,Xm、ym、Zm分别为所选出的各探测终端的局部地面直角坐标系的坐标值,
[0106]
是运些终端在所指定的频率范围[fl,f2]内的接收信号功率,P(f) 为探测终端接收信号的功率谱。
[0107] 该方程组的迭代解为:
[010 引
[0109] 其中,Γ = b,心A是由福射源的五个未知参量义、7心?〇、丫组成的待求
[0110] 矢量的第k次迭代值,) = [G, …为第k次迭代时的非线性 函数矢量,了(。为第k次迭代时的化cobi矩阵,其维数为Μ X 5,其表达式为:

[0118]前述的迭代公式又可写为W下线性方程组的形式:
[0121] 求解W上的迭代方程组或线性方程组即可得到福射源的粗略定位结果(χ/,/, Ζ')。最
[0122] 后再使用W下公式将该定位结果转换为福射源的粗略大地坐标化/,β/,Η/ ):
[0123]
[0124] 5、进行精确定位计算
[0125] W粗略定位的结果化/,β/,Η/ )作为局部地面直角坐标系的坐标原点Μο, W图2所 示的中屯、对称(或近似中屯、对称)为原则,重新选取合适的探测终端,利用与粗略定位相同 的计算方法重新进行定位计算,得到福射源的精确位置(X",y",Ζ")。最后,使用W下公式将 精确定位结果(X",y",ζ")转换为大地坐标(L",Β",Η"):
[0126]
[0127] W上所述为同时使用多个探测终端的位置和接收信号得功率进行福射源定位的 过程。如果只存在一个探测终端,则可W利用该探测终端在移动路径(路径可W是任意的) 上的至少5个不同位置处所接收的信号功率,对固定位置的福射源进行终端移动式定位。终 端移动式定位的计算过程包括W下步骤:
[0128] 第1步:首先根据指定的信号频率范围和接收时间段,接收时间段为起始时刻到终 止时刻,选取至少5个不同时刻点时探测终端的位置,W及在运些位置处探测终端所接收信 号的功率谱Pm(f);
[0129] 第2步:计算运些位置处,探测终端在指定信号频率范围内的接收功率Pm;
[0130] 第3步:计算运些位置处,探测终端在局部地面直角坐标系中的坐标(Xm,ym,Zm),其 中,W第一时刻探测终端所在的位置作为局部地面直角坐标系的坐标原点Mo;
[0131] 第4步:根据运些不同时刻处探测终端的接收功率及探测终端的位置坐标,使用多 个探测终端步骤4进行粗略定位计算中的方法对固定福射源进行定位,得到固定福射源的 局部地面直角坐标(X,y,Z),最后,再转换为大地坐标化,B,H);
[0132] 第5步:按前述多个探测终端步骤4进行粗略定位计算中的方法,不断地使用探测 终端在新位置处所接收的信号功率,对固定福射源进行多次定位,W提高定位结果的精度 和可靠性。
[0133] W上所述为本发明较佳的实施方案,但本发明不应该局限于W上【具体实施方式】和 附图所公开的内容。凡是采用本发明的设计结构和思想,所做的一些简单的变化或更改的 设计,都落入本发明保护的范围。
【主权项】
1. 一种基于接收信号功率信息的辐射源定位方法,该方法包括以下计算步骤: 第1步:首先指定接收信号的频率范围和接收时间段,接收时间段为起始时刻到终止时 亥IJ,如果探测接收机以下简称探测终端,在该指定接收信号的频率范围和接收时间段内有 接收到信号功率谱信息,则将该探测终端列入待用探测终端集; 第2步:中心站在待用探测终端集里,任意选定一个探测终端,记为M〇,然后以该探测终 端Mo为中心,在剩下的探测终端里面筛选出以Mo为中心、且尽量关于Mo成中心对称的N个探 测终端,N2 5; 第3步:根据指定接收信号的频率范围,中心站计算出第2步中各探测终端在该指定接 收信号的频率范围内所接收信号的功率;该接收信号的功率的计算方法为:对该指定接收 信号范围内的信号功率谱进行积分; 第4步:根据各探测终端所接收信号的功率,以及各探测终端的位置坐标,进行辐射源 的粗略定位; 第5步:中心站以该辐射源的粗略定位点为中心,重新在待用探测终端集里选取出关于 该辐射源的粗略定位点尽量成中心对称的N个探测终端,N2 5,然后再次进行辐射源定位, 得到精确的辐射源定位结果并输出。2. 根据权利要求1所述的一种基于接收信号功率信息的辐射源定位方法,其特征在于, 第2步中,按照下述方法在待用探测终端集里筛选出能用于粗略定位的N个探测终端: (1) 记探测终端Mo所在位置的大地坐标为〇^,8〇,!1()),在〇^)平面上对各待用探测终端 的大地坐标加上偏置量,偏置量的大小须使Mo点坐标变为(0,0,Ho); (2) 在待用探测终端集里,任选一个探测终端,作为第一个被选中的探测终端 Hi ),将施从待选探测终端集里删除; (3) 在待用探测终端集里,各个探测终端的加上偏移量后的大地坐标为(Lm,Bm,Hm),遍
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