一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法

本发明涉及通讯，具体为一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法。

背景技术：

1、北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

2、目标特征提取技术在国防事业和民用需求方面展现了广泛的应用前景，在军事领域，地面运动目标成像系统能够进行战场态势评估，作战控制与指导等；在民用领域，该系统能够对交通进行管制，对环境进行监控等。

3、但由于地面的主动式系统在实际操作中主动发射电磁波，因此极易被察觉，因此其系统隐蔽性，安全性较差，再者上述照射源只有一个，因此观测角度较为单一，获取的信息量较为有限，而基于太空中的北斗卫星信号进行目标特征提取则可以克服上述缺点；鉴于此，我们提出了一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，该提取方法包括以下步骤：

3、s1、根据码相位和北斗卫星信号的搜索频率对北斗卫星信号进行捕获；

4、s2、据预设分块规则对所述目标解调结果进行分块，得到分块后的多个子目标解调结果处理信号；

5、s3、对下行北斗卫星信号的目标解调结果进行平滑滤波计算，获得目标场景信息重构矩阵，从而构成多个场景信息特征矩阵，然后将所述第一、二、三等特征矩阵进行模糊化计算；

6、s4、对所述场景信息特征矩阵进行误差消除时频计算，提高所述场景信息特征矩阵的信噪比，然后采用升余弦变换以及阈值判决算法，保留权重较大值，进而获得信噪比较高的第二场景信息特征矩阵；

7、s5、对所述第二场景信息特征矩阵进行计算，获得场景信息特征幅度矩阵及场景信息特征角度矩阵；

8、s6、对所述场景信息特征幅度矩阵进行处理，保留目标信息，进而提取目标的速度和位置等特征。

9、优选的，所述s1步骤中接收信号具体包括时间同步模块，用于根据时间辅助信息，同步本地时钟的本地时间及本地时间精度，信号发射时间获取模块用于根据本地时间、北斗卫星的卫星位置及rnss接收机的当前位置，获取北斗卫星的精确信号发射时间，搜索范围确定模块用于将精确信号发射时间标记为相位搜索中心，根据相位搜索中心，及通过本地时间精度、预设的北斗卫星位置精度和预设的rnss接收机位置精度确定的北斗卫星信号发射时间精度，获取北斗卫星信号的码相位搜索范围，北斗卫星信号搜索模块用于根据码相位搜索范围确定北斗卫星信号的码相位，以根据码相位和北斗卫星信号的搜索频率对北斗卫星信号进行捕获。

10、优选的，所述北斗卫星位置为根据预存的北斗卫星星历得到的各历史北斗卫星位置的平均位置。

11、优选的，所述粗略信号发射时间为本地时间与北斗卫星传输时间的差值，所述北斗卫星传输时间根据北斗卫星轨道信息中的北斗卫星轨道高度确定。

12、优选的，所述搜索频率为在预设频率搜索范围内进行频率搜索后确定的频率，所述频率搜索范围根据预设的搜索频率中心和预设的搜索精度确定。

13、优选的，所述s2步骤中处理信号具体包括获取模块，用于获取数传数字下行信号，划分模块，用于将所述数传数字下行信号划分为多路，得到多路子数传数字下行信号，解调处理模块，用于对所述多路子数传数字下行信号分别进行并行解调处理，得到多个解调结果，拼接模块，用于对所述多个解调结果进行拼接，得到下行北斗卫星信号的目标解调结果。

14、优选的，所述采用预设译码方式对所述目标解调结果进行并行译码，得到译码结果，包括将所述目标解调结果划分为多个子目标解调结果。

15、优选的，所述根据预设分块规则对所述目标解调结果进行分块，得到分块后的多个子目标解调结果，相邻两个所述子目标解调结果之间具有预设长度的重叠，分别对分块后的多个子目标解调结果，进行并行译码，得到所述译码结果。

16、优选的，所述特征提取方法概括为对下行北斗卫星信号的目标解调结果进行平滑滤波计算，获得目标场景信息重构矩阵，对所述目标场景信息重构多个矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，获得目标特征，所述目标特征位置和速度等。

17、与现有技术相比，本发明提供了一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，具备以下有益效果：

18、1、该基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，鉴于同一时刻同一地点天上北斗卫星较多，能够对同一区域进行多点观测，对所述目标场景信息重构多个矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，本发明更加方便地捕获接收及处理信号，能够有效克服阴影效应，提供无覆盖观测，然后提取目标特征。

19、2、该基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，通过在rnss接收机正常定位后，从rnss接收机获取时间辅助信息，以根据rnss接收机的时间辅助信息来确定rdss需要搜索的码相位范围，从而缩小rdss进行北斗卫星信号捕获时单位时间需要搜索的相位，从而更好地捕获接收北斗卫星信号。

20、3、该基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，通过将数传数字下行信号划分为多路，得到多路子数传数字下行信号，对多路子数传数字下行信号分别进行并行解调处理，得到多个解调结果，采用处理单元将数传数字下行信号划分为多路，对多路子数传数字下行信号进行并行解调处理，提高了解调处理效率。

技术特征：

1.一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：该提取方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述s1步骤中接收信号包括时间同步模块，用于根据时间辅助信息，同步本地时钟的本地时间及本地时间精度，信号发射时间获取模块用于根据本地时间、北斗卫星的卫星位置及rnss接收机的当前位置，获取北斗卫星的精确信号发射时间，搜索范围确定模块用于将精确信号发射时间标记为相位搜索中心，根据相位搜索中心，及通过本地时间精度、预设的北斗卫星位置精度和预设的rnss接收机位置精度确定的北斗卫星信号发射时间精度，获取北斗卫星信号的码相位搜索范围，北斗卫星信号搜索模块用于根据码相位搜索范围确定北斗卫星信号的码相位，以根据码相位和北斗卫星信号的搜索频率对北斗卫星信号进行捕获。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述北斗卫星位置为根据预存的北斗卫星星历得到的各历史北斗卫星位置的平均位置。

4.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述粗略信号发射时间为本地时间与北斗卫星传输时间的差值，所述北斗卫星传输时间根据北斗卫星轨道信息中的北斗卫星轨道高度确定。

5.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述搜索频率为在预设频率搜索范围内进行频率搜索后确定的频率，所述频率搜索范围根据预设的搜索频率中心和预设的搜索精度确定。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述s2步骤中处理信号具体包括获取模块，用于获取数传数字下行信号，划分模块，用于将所述数传数字下行信号划分为多路，得到多路子数传数字下行信号，解调处理模块，用于对所述多路子数传数字下行信号分别进行并行解调处理，得到多个解调结果，拼接模块，用于对所述多个解调结果进行拼接，得到下行北斗卫星信号的目标解调结果。

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述采用预设译码方式对所述目标解调结果进行并行译码，得到译码结果，包括将所述目标解调结果划分为多个子目标解调结果。

8.根据权利要求6所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述根据预设分块规则对所述目标解调结果进行分块，得到分块后的多个子目标解调结果，相邻两个所述子目标解调结果之间具有预设长度的重叠，分别对分块后的多个子目标解调结果，进行并行译码，得到所述译码结果。

9.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，其特征在于：所述特征提取方法概括为对下行北斗卫星信号的目标解调结果进行平滑滤波计算，获得目标场景信息重构矩阵，对所述目标场景信息重构多个矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，获得目标特征，所述目标特征位置和速度等。

技术总结
本发明涉及通讯技术领域，且公开了一种基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，该基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，根据码相位和北斗卫星信号的搜索频率对北斗卫星信号进行捕获，据预设分块规则对所述目标解调结果进行分块，得到分块后的多个子目标解调结果处理信号，对下行北斗卫星信号的目标解调结果进行平滑滤波计算。该基于北斗卫星信号的目标特征提取方法，鉴于同一时刻同一地点天上北斗卫星较多，能够对同一区域进行多点观测，对所述目标场景信息重构多个矩阵进行平滑滤波、模糊化计算、阈值判决、速度计算，本发明更加方便地捕获接收及处理信号，能够有效克服阴影效应，提供无覆盖观测，然后提取目标特征。

技术研发人员：郑礼,严天峰,杨昕,李沛儒,李晓成
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15