[发明专利]一种基于空间插值和聚类分析的无线固定发射源定位方法

权利要求书

1.一种基于空间插值和聚类分析的无线固定发射源定位方法，其特征在于，包括以下主要步骤：

第一步，构建移动监测扫描获取的经纬度-场强/电平数据集{Z_ij(Lng，Lat，P)}；

第二步，根据所选频段频率、区域、门限对监测数据进行筛选；

第三步，将所选监测区域进行栅格化处理，栅格交点作为未知数据点；

第四步，计算筛选后监测点两两之间的距离{d_ij}和半方差{γ_ij}；

第五步，对距离{d_ij}和半方差{γ_ij}数据进行曲线拟合，获取拟合曲线函数γ_ij＝f(d_ij)；

第六步，根据拟合曲线重新计算已知监测点两两之间的半方差{γ_ij}；

第七步，任选一个未知点，利用拟合函数计算其与已知监测点之间的距离{d_io}和半方差{γ_io＝f(d_io)}；

第八步，计算未知点到各个已知监测点的权重系数λ_i；

第九步，计算未知点的信号强度得到未知点数据Z_o(Lng，Lat，P)；

第十步，重复第七步到第九步，直到完成所有未知点的数据计算，生成未知点预测数据集{Z_o}；

第十一步，根据数据集{Z_o}范围，设定若干三维球，其初始中心点x^t(Lng，Lat，P)，三维球半径h，容许误差ε；

第十二步，三维球中心点x^t到球体内所有数据点的矢量和均值M_h(x^t)；

第十三步，平移三维球中心，令x^t+1＝M_h(x^t)+x^t；

第十四步，判断矢量和均值是否满足收敛条件，||M_h(x^t)||＜ε，如不满足则重复第十二步、第十三步，如满足则进入认为已找到峰值点，输出x^t的数据结果；

第十五步，完成所有三维球的计算过程，直到满足收敛条件，并输出x^t的数据结果，最终实现对发射源位置的定位计算。

2.如权利要求1所述的基于空间插值和聚类分析的无线固定发射源定位方法，其特征在于，第四步中，监测点之间的距离dij(Zi，Zj)(km)计算涉及球面两点间距计算，经纬度参数需要做一定的转换，转换公式如下：

d_ij[Z_i(Lng_i，Lat_i，P_i)，Z_j(Lng_i，Lat_j，P_j)]＝int((cos^-1(sin(Lat_i/180×π)×sin((Lat_j/180×π)+cos(Lat_i/180×π)×cos(Lat_j/180×π)×cos(Lng_i/180×π-Lng_j/180×π))×180×60÷π)×100000)÷100000×1.852

各监测点间的半方差γij计算：

3.如权利要求1所述的基于空间插值和聚类分析的无线固定发射源定位方法，其特征在于，第八步中，采用Kriging空间插值算法计算未知点到各个已知监测点的权重系数λ_i

在Kriging插值中，权重系数λ与半方差{γ_ij}、{γ_io}有线性函数关系，具体关系如下：

对矩阵求逆，即可解得：

4.如权利要求1所述的基于空间插值和聚类分析的无线固定发射源定位方法，其特征在于，第十一步到第十四步的Mean-shift聚类分析算法，通过构造三维球约束空间和收敛条件，实现对预测数据集的快速分析和计算，判定峰值区域，从而实现定位功能。