[发明专利]基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法

说明书

本发明涉及电磁辐射源定位技术领域，更具体而言，涉及一种基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法；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，采用有效性判断，确定空中目标的定位是否成功；本发明根据电磁波在空间中传输的距离与所产生损耗的关系，提出一种基于到达信号强度的多站无源定位方法，称为SOA定位方法；该方法特别适合于发现和定位低速运动的空中目标辐射源。

技术领域

本发明涉及电磁辐射源定位技术领域，更具体而言，涉及一种基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法。

背景技术

辐射源定位作为获取目标信号位置信息的重要技术手段，在航海、航空、电子等领域具有十分重大的地位和作用。由于无源定位具有作用距离远、隐藏性强等优点，是定位跟踪领域研究的重点之一。已有的无源定位方法有基于到达角(Direction of Arrival，DOA)的测向交互定位、基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的时差定位和基于到达频率差(Frequency Difference of Arrival，FDOA)的多普勒频差定位等方法，以及一些综合定位方法，如基于DOA和多普勒频率的定位方法^[5]、基于DOA和到达时间(Time ofArrival,TOA)的定位方法^[6]、基于DOA和TDOA的定位方法^[7]等。

本发明根据电磁波在空间中传输的距离与所产生损耗的关系，提出一种基于到达信号强度(Strength of Arrival,SOA)的多站无源定位方法，称为SOA定位方法。

发明内容

本发明针对空中目标辐射源的定位问题，根据电磁波在空间中传输的距离与所产生损耗的关系，提出一种基于到达信号强度的多站无源定位方法。该方法假设特定频率的信号只来自于某未知的空中目标，并需要在某区域内随机分布5个以上观测点，用以同步监测特定频率的电磁波信号强度；根据监测的信号强度，利用多元线性回归的方法即可推算出未知目标的经度、纬度、高度及信号强度；信号噪声、目标运动速度、各观测点监测时间误差和观测点位置误差将降低发现目标的成功率，而观测点数量的增加可提高发现目标的成功率；定位的精度则主要受目标运动速度、观测点监测时间误差及观测点位置误差的影响，这几项因素值越小，定位误差越小。

本发明所采用的技术方案为：

基于到达信号强度的空中目标辐射源定位方法，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。

采用有效性判断，确定空中目标的定位是否成功。

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；