[发明专利]一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法和装置，方法包括：基于五元阵接收天线的位置确定求解基线并作为阵元通道，确定阵元通道之间的相位差信息；设定目标阵元到五元阵各接收天线的距离；根据阵元通道之间的相位差信息以及设定的目标阵元到五元阵各接收天线的距离构建求解目标信号源的方位角与俯仰角的目标函数；求解所述目标函数获得目标信号源的方位角与俯仰角。本发明实现了快速准确的五元阵信号源方位俯仰角度估计方法。

技术领域

本发明涉及一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法和装置，属于无源定位技术领域。

背景技术

随着电子信息技术的发展和移动通信技术在各个领域的广泛应用，人们越来越关注基于先进通信技术的各种信息服务。而在移动和无线通信的军用和民事应用中，也通常需要测向技术和无线电定位，如移动通信中的智能天线技术需要得到连接到基站的终端的方位、地震探测中的震源定位、军事通信中的干扰源定位等，所涉及的技术需求往往要求系统简单实用，实时性、测量准确度高，抗干扰能力强。传统的定位系统和雷达测向无法适应此类应用场合。在这种情况下，无源测向技术得到了迅速发展。

在民用通信中，无源定位技术就是利用无线电信号来判定某一半径范围内无线电信号发射终端物理位置的一种方法。采用无源定位方法可以为移动通信网中的用户提供位置信息，给人们带来了极大的方便。民用通信网所提供的定位业务具有巨大的应用前景。第一，它可以为社区公共事业服务，如城市交通引导、急救业务、移动终端盗窃防范、车辆跟踪调度等。第二，它可以给汽车和移动通信等行业带来巨大的经济效益。同GPS定位相比，无线电定位对数量庞大的移动终端不需要做任何改变，只是在基站增加一定数量的设备就可为用户提供良好的服务。因此，基于阵列天线的无源测向技术被广泛应用。

在军事上，无源测向技术是一种相当重要的侦察手段，它的目的是了解敌方指挥中心、部队的调动和配置等。交战双方改进测向设备，特别是机载设备，很大地加速了无线电测向技术的发展。正是由于军事上的需求，使测向技术和测向设备等得到了很好的发展。在和平建设时期，无源测向技术应用也相当广泛，它被用于天文、交通、气象、救灾、环保中；用于监测陆上和海上动物的行踪，以便对珍稀动物进行保护；用于检查高压配电系统中瓷瓶漏电。在我国发射的”神州7号”载人航天飞船返回舱坠地后，它不断的发射着无线电信号，航天科研人员也需要利用测向定位技术将它找到。

无源定位在无线电辨识、认知无线电等新兴领域也具有着非常重要的意义。软件通信体系结构下软件无线电认知的核心内容是空间复杂无线电状态描述和识别，无线电认知相关理论、概念、体系结构以及实现技术，不仅对民用通信体制和相关设备的研究、开发具有相当重要的意义，而且对军事无线电对抗、无线电侦察等领域，也将产生巨大影响。无线电辨识具体表现为电子战场空间无线电状态的矢量结构，以及该无线电状态矢量与终端用户的映射关系均具有可能存在的时变性和重构性，也就是说通信频段和通信模式都可以在通信前约定，而且在通信过程中也能够重构。然而，对空间复杂无线电状态的识别和描述，首先要做的工作就是获得包括射频波束方向在内的无线电信号的物理实体信息，也就是要得到准确的波达方向。

现代信息技术的迅猛发展要求在更短的时间里完成更有效的计算，而传统的DOA估计算法由于计算量大，不易实时实现，而且对实际的应用环境适应差，因而这些在理论上很好的算法大多滞留实验仿真上，在实际工程中得到应用受到极大的限制。