[发明专利]一种基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法

权利要求书

1.一种基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集环境中没有目标存在时的天线阵列静态信道响应，然后目标做近似匀速直线运动，采集均匀间隔位置上的动态信道响应，计算动态信道响应与静态信道响应模平方之差；

S2、针对得到的动态信道响应与静态信道响应模平方之差，在频域和阵列天线阵元域进行离散二维逆傅里叶变换；

S3、针对动态信道响应与静态信道响应模平方之差经过离散二维逆傅里叶变换后的信号，在目标轨迹空间域采用离散分数阶傅里叶变换；

S4、对经离散分数阶傅里叶变换后的信号，寻找最优的分数傅里叶变换阶数以及增益最强信号对应的位置，然后在增益最强信号对应的位置的基础上，选取轨迹长度进行离散分数阶逆傅里叶变换；

S5、对经离散分数阶逆傅里叶变换后的信号，选取位置对应的空域时域二维信道响应，并搜索其对应的三维变换域最强尖峰坐标，得到目标直接反射径的等效相对方位角，等效多径时延和等效多径复增益的估计；

S6、根据收发端AP-MP的相对位置，估计静态环境下直射径的信号到达角和时延，或者将天线阵列静态信道响应经过离散二维逆傅里叶变换，估计多径的等效方位角，等效时延和等效多径复增益；

S7、根据步骤S5得到的等效相对方位角，等效多径时延，结合步骤S6得到的静态环境下直射径的信号到达角和时延，由此得到目标直接反射径在天线阵列的等效方位角和绝对多径时延。

2.根据权利要求1所述的基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法，其特征在于，步骤S1中，对第m个天线上的动态信道响应和静态信道响应的模平方取差得到如下：

其中，为对应时刻t(k)，目标位于位置P(k)，第m个天线和接收天线之间的第n个子载波上的动态信道响应，为当环境中没有目标存在时，采集到的天线阵列静态信道响应，C_S为静态多径成分，C_BS为被阻挡的静态多径成分，C_M,LOS为目标直接反射径成分，C_M,NLOS为多重反射径成分。

3.根据权利要求2所述的基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法，其特征在于，在目标移动轨迹上，取K个均匀间隔位置上的信道频率响应，则对应时刻t(k)，目标位于位置P(k)，第m个天线和接收天线之间的第n个子载波上的动态信道响应表示为以下三项之和：

其中，f_o为载波频率偏差，k＝-K/2,…,0…,K/2-1，m＝-M/2,…,0…,M/2-1，-(N-1)/2≤n≤(N-1)/2，M为虚拟天线个数，N为子载波个数，f_C和Δf分别代表的是载波中心频率和子载波频率间隔，第一项表达式代表不受目标影响的多径成分，即除被阻挡的静态多径以外的静态多径；是当目标位于位置P(k)时，第m个接收天线与发射天线之间可以区分的静态多径数目，和分别代表第条多径的复增益和传播时延；第二项表达式代表被目标阻挡的静态多径成分，Λ^(k)是目标位于位置P(k)时，第m个接收天线与发射天线之间被阻挡的静态多径集合，第条被阻挡多径时延和增益分别为和第三项表达式代表移动多径成分，是当目标位于位置P(k)时，第m个接收天线与发射天线之间移动多径数目，和分别代表第条多径的复增益和传播时延。

4.根据权利要求1所述的基于提取目标直接反射径方法的无源定位方法，其特征在于，步骤S2中，采集到的天线阵列静态信道响应的离散二维逆傅里叶变换为：

其中，M为虚拟天线个数，N为子载波个数，为静态信道响应，j2πum为m次谐波的频率，j2πvn为n次谐波的频率，为加性高斯白噪声，其分布为