[发明专利]一种面向多重应用的被动式定位方法

权利要求书

1.一种面向多重应用的被动式定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在监测区域内部署一个无线信号发送设备，两个无线信号接收设备，三个设备不共线；

步骤二，在监测区域内没有目标时，两个接收设备均采集1组发送设备发出的无线信号；当待测目标进入监测区域后，两个接收设备均采集r组无线信号；

步骤三，针对上述每一个接收设备在监测区域内有目标、没有目标时采集的无线信号，对每一个接收设备的阵列天线中每一个阵元采集得到的每一组无线信号均进行相位的提取，对提取的相位信息进行线性变换以获取可用的相位特征信息；

步骤四，对于每一个接收设备在监测区域内有目标、没有目标时采集的无线信号，分别建立每一个接收设备的阵列天线上所有阵元的信号接收矩阵；

步骤五，根据步骤四得到的不同信号接收矩阵，得到待测目标进入监测区域后无线信号到达两个接收设备的到达角度，以实现待测目标的定位。

2.如权利要求1所述的面向多重应用的被动式定位方法，其特征在于，所述的可用的相位特征信息是指：

记两个接收设备分别为接收端一和接收端二，每个接收设备的阵列天线均有多个阵元，记每一个接收设备上其中一个阵元为参考阵元，其余的阵元为接收阵元；

当监测区域中没有目标时，接收端一采集无线信号记为情况一，接收端二采集无线信号记为情况二；待测目标进入监测区域后，接收端一采集无线信号记为情况三，接收端二采集无线信号记为情况四；分别计算在每一种情况下：

接收端一和接收端二的每个接收阵元接收到的信号的相位特征信息减去该接收端的参考阵元接收到的相位特征信息，从而获取每个接收阵元相对于参考阵元引起的相位差。

3.如权利要求1所述的所述的面向多重应用的被动式定位方法，其特征在于，所述的步骤四中，信号接收矩阵的建立过程为：

接收设备的阵列天线在接收无线信号时，无线信号到达接收阵元的时间相对于到达参考阵元的时间存在延迟；令无线信号的传播延迟在第一个接收阵元上引起的相位差为τ_i，则在第二个接收阵元引起的相位差为2τ_i，在第m-1个接收阵元引起的相位差为(m-1)τ_i，记监测区域内有p个信号源，天线阵列共包含m个阵元，则所有信号源发出的信号s_i(n)到达不同阵元的相位差组成的向量矩阵A(τ)表示为：

上式中：

a(τ_i)表示第i(i＝1,2...,p)个信号源发出的信号到达m个阵元的相位差所组成的向量；

τ_i表示信号s_i(n)电波传播延迟在第一个接收阵元引起的相位差；

j表示虚数单位，m表示阵元数目；

设不同阵元上的加性观测噪声为：e(n)＝[e₁(n),...,e_m(n)]^T，其中e_i(n)表示信号到达第i(i＝1,2,...m)个阵元上的加性噪声，则所有阵元的信号接收矩阵表示为：

上式中：

s(n)＝[s₁(n),...,s_p(n)]^H

其中H表示转置。

4.如权利要求1所述的所述的面向多重应用的被动式定位方法，其特征在于，步骤五的具体过程包括：

步骤5.1，对于所述的信号接收矩阵，计算其对应的协方差矩阵R；对协方差矩阵R进行特征值分解，得到g个特征值和对应的特征向量；在g个特征值中，有g-p个相等的小的特征值以及p个大的特征值；将p个大的特征值对应的特征向量构成信号子空间U_s；将相等的小的特征值对应的特征向量构成噪声子空间U_N，这两个子空间正交；利用两个子空间计算谱函数，则谱函数的所有峰值对应的角度即为无线信号达到各个阵元的角度；

步骤5.2，区分监测区域内的静止干扰源和除了待测目标之外的其他移动干扰源，并消除移动干扰源和静止干扰源；

步骤5.3，利用三角测量法确定待测目标的位置。