基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法与流程

技术特征：

1.基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：在某区域内随机分布多个观测点，用以同步监测特定频率的电磁波信号强度，根据各个观测点监测得到的信号强度，利用多元线性回归方法即可推算出未知空中目标的经度、纬度、高度及信号强度，实现空中目标的定位。

2.根据权利要求1所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：采用有效性判断，确定空中目标的定位是否成功。

3.根据权利要求1所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于，定位方法具体如下：

假设有一个空中目标O向外辐射频率为F的电磁波，且除该目标外没有其它频率为F的辐射源，目标O的经度、纬度、高度及信号强度为(x₀,y₀,h₀,E₀)；

假设任意观测点G的经度、纬度、高度及观测到的信号强度为(x,y,h,E)；

为方便计算，引入变量K、Y、X₀、X₁、X₂、X₃；

令K＝10^E/10；

令Y＝K(x²+y²+h²)，X₀＝2Kx，X₁＝2Ky，X₂＝2Kh，X₃＝-K；

其中，x,y分别为观测点G在经度和纬度方向以Km为单位的坐标，h为观测点G的海拔高度，单位为Km；E是观测点G监测到的频率为F的信号强度，单位为dB；

根据上述假设条件，可由(x,y,h,E)的n组观测值(x_i,y_i,h_i,E_i)(i＝1,2,...,n)计算得出(X₀,X₁,X₂,X₃,Y)的n组观测值(X_0i,X_1i,X_2i,X_3i,Y_i)(i＝0,1,...,n-1)；

然后由线性表达式a₀X₀+a₁X₁+a₂X₂+a₃X₃+a₄＝Y的n组观测值(X_0i,X_1i,X_2i,X_3i,Y_i)(i＝0,1,...,n-1)，通过多元线性回归，可得出a₀,a₁,a₂,a₃,a₄；

由此根据下列公式可得出目标O的经度、纬度、高度及信号强度(x₀,y₀,h₀,E₀)；

x₀＝a₀，y₀＝a₁，h₀＝a₂

E₀＝10Lga₄+32.44+20LgF

其中，x₀,y₀分别为目标O在经度和纬度方向以Km为单位的坐标，h₀为目标O的海拔高度，单位为Km，F为频率，单位为MHz，E₀为目标O在频率F的信号强度，单位为dB。

4.根据权利要求3所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：所述的定位方法中，由于经度和纬度方向的坐标单位全部为Km，因此将经纬度坐标转换为Km坐标；转换方法为：在区域内任选一点为原点，计算观测点到原点的经纬度方向距离，并将其作为坐标。

5.根据权利要求1所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：所述的多个观测点，需要满足以下条件：1)观测点数量不少于5个；2)各个观测点不在同一个平面或同一条直线上；3)每个观测点与目标间无遮挡；4)各个观测点可同步测量同一频率的电磁波信号强度。

6.根据权利要求1所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：所述的同步监测特定频率的电磁波信号强度，是指各个观测点在同一时间对特定频率的信号强度进行监测。

7.根据权利要求1所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：所述的多元线性回归方法，具体如下：

设随机变量Y及m个自变量X₀,X₁,......,X_m-1，给定n组观测数据(X_0i,X_1i,......,X_m-1i,Y_i)(i＝0,1,......,n-1)，用线性表达式Y＝a₀X₀+a₁X₁+......+a_m-1X_m-1+a_m对观测数据进行回归分析，得出回归系数a₀,a₁,...,a_m的值；

为了衡量回归效果，该方法至少需要计算以下两个变量：

(1)偏差平方和

$q=\underset{i=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\[Y_i-(a_0{X}_{0i}+a_1{X}_{1i}+\mathrm{...}+a_{m-1}{X}_{m-1,i}+a_m)\]}^2$

(2)复相关系数

其中

8.根据权利要求2所述的基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，其特征在于：所述的有效性判断，是指通过多元线性回归的结果，判断定位的结果是否有效，有效的计算结果需要符合以下条件：1)复相关系数r接近于1；2)a₃≈x₀²+y₀²+h₀²；3)h₀＞0。