[发明专利]电离层高度与目标位置联合优化的短波时差定位方法

权利要求书

1.一种电离层高度与目标位置联合优化的短波时差定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1，构建短波超视距时差定位模型，具体如下：

在短波信号超视距传输模型中，目标辐射源到各接收站的信号传输距离表示为：

式中，N_r表示接收站的数量，N_r≥4，h_i表示第i条路径中的电离层反射高度，d_i(·)表示地面两点间的大圆距离，由球面余弦公式(2)求得，和分别表示目标辐射源和第i个接收站的经纬度坐标；

假设t₀时刻目标辐射源发射信号，第i个接收站接收到信号的时刻为t_i，第j个接收站接收到信号的时刻为t_j，j≠i，则有

式中，τ_i和τ_j分别对应表示第i条路径和第j条路径对应的时延，V_c为电磁波传播速度，令第i条路径和第j条路径对应的时延差Δτ_ij＝τ_i-τ_j，则时差定位方程表示为：

再加上地球表面方程：

由式(1)、(4)和(5)组成一个关于的多元非线性方程组；

步骤2：利用二维互模糊相关算法求任意两个接收站间的时延差，具体如下：

利用二维互模糊公式

其中，g_i(t)和g_j(t)分别对应为第i个接收站与第j个接收站接收到的窄带信号，Δτ_ij为两路信号的时延差，为两路信号的多普勒频差，通过在时延轴和多普勒频率轴共同构成的二维模糊平面中搜寻最大值，即得到两路信号间的时延差Δτ_ij和多普勒频移差

步骤3：将步骤2得到的时延差Δτ_ij代入式(3)中，同时不考虑电离层反射高度h_i即令h_i＝0，则由式(1)、(3)和(4)组成一个仅关于的二元方程组，并利用传统视距时差定位中的Chan算法解算得出目标辐射源的粗定位结果

步骤4：根据步骤3得到的粗定位结果，随机生成样本个体组成初始化群体，并采用遗传算法对目标位置和每条路径的电离层虚高进行联合优化，得到目标辐射源的精确位置。

2.根据权利要求1所述的电离层高度与目标位置联合优化的短波时差定位方法，其特征在于，所述的步骤4具体步骤如下：

1)选择编码策略：根据步骤3得到的粗定位结果，确定待优化参数l、h_i的取值范围，选择采用二进制编码方式对各个待估参数进行编码；

2)定义适应度函数：

3)随机生成K个样本个体组成初始化群体，第k个样本表示为

4)计算每个样本个体对应的适应度函数值f(x_k),k＝1,2,…,K；

5)判断群体性能是否满足最大遗传迭代次数，若满足则输出最优参数；否则按照遗传策略，运用选择算子、交叉算子和变异算子作用于群体，产生下一代群体，转到步骤4)。