一种基于SAIR多快拍的RFI源地理定位方法

本发明属于微波遥感领域，更具体地，涉及一种基于sair多快拍的rfi源地理定位方法。

背景技术：

1、由于世界各地非法rfi源的存在，综合孔径辐射计在轨观测数据受到了严重影响。对rfi源的精确定位以及对关停非法rfi源或对非法rfi源进行抑制至关重要。

2、现有技术中，通常采用对基于多快拍的非法rfi源定位结果做简单平均来获得准确的定位结果。但是由于非法rfi源的位置和特征在不同的快拍中会发生变化，因此不同快拍的定位精度不同；并且由于卫星的移动导致不同快拍间的坐标系发生偏移。这导致对多快拍的定位结果做简单平均时存在较大的误差，严重影响算法的定位性能。

3、因此，需要提出一种新的非法rfi源地理定位方法，以实现更高的非法rfi源定位精度。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于sair多快拍的rfi源地理定位方法，其目的在于提高非法rfi源定位精度。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于sair多快拍的rfi源地理定位方法，包括：

3、对n幅快拍中的每幅快拍进行独立rfi源定位，得到各rfi源在每幅快拍的辐射计坐标系下的方向余弦坐标；并将得到的所有方向余弦坐标转换到同一坐标系下；

4、基于克拉美罗下界矩阵和每幅快拍下各rfi源的坐标转换前方向的方向余弦坐标，计算由该幅快拍所定位的各rfi源的方向位置克拉美罗下界；其中，所述克拉美罗下界矩阵是通过基于每幅快拍中各rfi源的位置参量之间满足高斯分布的假设所推导得到，且当计算方向位置克拉美罗下界时代表，计算方向位置克拉美罗下界时代表；

5、以每个rfi源在n幅快拍下对应的方向位置克拉美罗下界的倒数为权重，利用加权最小二乘法对该rfi源的方向的方向余弦坐标进行融合，得到该rfi源的方向最优定位估计结果，计算方向最优定位估计结果时代表，计算方向最优定位估计结果时代表，方向最优定位估计结果和方向最优定位估计结果构成第 k个rfi源的最优定位估计结果，完成该rfi源地理定位。

6、进一步，所述独立rfi源定位的实现方式为：

7、s1、获取第 i幅快拍对应的原始可见度；

8、s2、构造空间中稀疏的视场点集合，以基于各视场点位置对应的方向余弦坐标，对原始可见度进行亮温反演，寻找大于阈值的亮温值，若能找到，将大于阈值的最大亮温值对应的视场点视为第 k个rfi源的估计位置；

9、s3、在空间中于所述最大亮温值对应的视场点周围继续构造一个密集的视场点集合，在该密集的视场点集合中重新对所述原始可见度进行亮温反演，寻找大于阈值的最大亮温值对应的视场点，作为第 k个rfi源的精确位置，获取其方向余弦坐标；

10、s4、基于第 k个rfi源的精确位置以及对应的反演亮温，对所述原始可见度进行rfi抑制，基于抑制后可见度重新执行s2，以基于第 i幅快拍检测下一个rfi源的位置，直至检测不到rfi源。

11、进一步，所述将得到的所有方向余弦坐标转换到同一坐标系下的实现方式为：

12、将各rfi源在各幅快拍的辐射计坐标系中的方向余弦坐标转换到经纬度坐标；将该经纬度坐标转换至参考坐标系下的方向余弦坐标，完成坐标转换。

13、进一步，将其中一幅快拍的辐射计坐标系作为所述参考坐标系。

14、进一步，计算由每幅快拍所定位的各rfi源的方向位置克拉美罗下界和方向位置克拉美罗下界的实现方式：

15、基于每幅快拍中各rfi源的位置参量之间满足高斯分布的假设，推导得到克拉美罗下界矩阵，表示为：

16、；

17、其中为fisher信息矩阵，表示为：

18、；

19、式中，或；为m×1的均值向量，分别表示m个rfi源位置参数分布的均值，每个rfi源位置参数分布的均值为以位置参数为自变量的均值函数，其是通过仿真拟合的方式将该rfi源的定位位置与设定干扰rfi源对该rfi源造成的定位误差相加作为其均值而拟合得到；为基于m个rfi源位置参数所计算得到的协方差矩阵；表示fisher信息矩阵的第行第列；

20、将每幅快拍中各rfi源的坐标转换前的位置参数代入，得到该幅快拍对应的克拉美罗下界矩阵，其中，当计算方向的克拉美罗下界矩阵时，表示，当计算方向的克拉美罗下界矩阵时，表示；

21、将所述克拉美罗下界矩阵中的各对角线元素，作为各对应方向位置处rfi源对应的克拉美罗下界值。

22、进一步，所述融合的方式为：

23、对于方向，以基于各幅快拍得到的第 k个rfi源的方向坐标与方向最优坐标之间的误差平方和作为一个代价函数，求得代价函数最小化所对应的方向最优坐标，即为方向最优定位估计结果；

24、对于方向，以基于各幅快拍得到的第 k个rfi源的方向坐标与方向最优坐标之间的误差平方和作为另一个代价函数，求得代价函数最小化所对应的方向最优坐标，即为方向最优定位估计结果。

25、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行如上所述的一种基于sair多快拍的rfi源地理定位方法。

26、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

27、（1）本发明针对由星载综合孔径辐射计sair(synthetic apertureinterferometric radiometer)所检测到的射频干扰rfi(radio frequencyinterference)源，提出一种地理定位方法，具体提供一种基于星载综合孔径辐射计多快拍射频干扰rfi的定位融合算法，在载荷对相同rfi源进行定位的基础上，测量多快拍的定位结果并转换至同一坐标系，以便于各快拍对各rfi源定位结果处于同一空间维度下，保证不同数据之间的统一性，从而实现快拍间的坐标融合；在此基础上，通过推导得到的克拉美罗下界矩阵，每幅快拍下各rfi源的坐标转换前方向余弦坐标，计算由该幅快拍所定位的各rfi源的方向位置克拉美罗下界和方向位置克拉美罗下界，不同方向的crlb表征在该快拍中对其中的rfi源进行定位时的该方向上的最小定位精度，crlb越小，定位精度就越高，该数据应该给予的权重分配就越多。之后，使用加权最小二乘法进行数据融合，利用坐标转换后的每个方向的方向余弦坐标与通过crlb得到的对应的权重进行该方向上的坐标融合，得到该方向的最优定位估计结果，从而获得更加准确的rfi源定位结果。

28、（2）在将得到的所有方向余弦坐标转换到同一坐标系下时，本发明提出将各幅快拍中各rfi源的方向余弦坐标转换到经纬度坐标；将该经纬度坐标转换至参考坐标系下的方向余弦坐标，完成坐标转换，方便快捷，进一步，将其中一幅快拍的方向余弦坐标系作为参考坐标系，可以减小坐标转换时带来的偏差，并且方便后期对最优定位结果的直接使用。