[发明专利]基于无网格的混合场源信号定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于无网格的混合场源信号定位方法,其特征在于，包含：

针对目标区域中混合场源，构建已消除距离参数的四阶累积量矩阵：

通过对四阶累积量矩阵上进行插值操作来生成等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵；

基于等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵并利用原子范数理论来构造混合场源波达方向估计优化问题；

利用MUSIC矩阵特征空间分解方法对混合场源波达方向估计优化问题进行求解，依据求解结构来获取混合场源波达方向估计值及距离估计值。

2.根据权利要求1所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，针对目标区域中混合场源，构建已消除距离参数的四阶累积量矩阵，包含:首先，依据信号接收传感器对称阵列和传感器传播时延相移获取混合场源接收信号表示；然后，利用四阶累积量的对称性消除混合场源接收信号相位中受信源距离参数影响的分量，以构建混合场源中四阶累积量矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，四阶累积量矩阵表示为：C₁＝BC_4sB^H，其中，B为阵列转向矩阵，且K为混合场源个数，2M+1为接收传感器个数，θ_k表示第k场源的波达方向信息，为接收信号s_k(t)的四阶累积量矩阵，_ωk为接收信号角度信息，代表实数集。

4.根据权利要求1所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，通过对四阶累积量矩阵上进行插值操作来生成等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵，包含：首先，利用阵列转向矩阵将四阶累积量矩阵向量化，得到向量表示；接着，移除向量中重复项，并利用预设的选择矩阵来获取中间向量表示，通过中间向量表示来构造Toeplitz矩阵；然后，利用插值信号向量对Toeplitz矩阵进行插值操作，以构造等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，利用预设的选择矩阵来获取中间向量表示的过程表示为：c_G＝Gc_L＝A_GC'_4s，其中，A_G为协数组流形矩阵，G为选择矩阵，c_L为四阶累积量矩阵向量化得到的向量表示，c_G为中间向量表示，为接收信号s_k(t)的四阶累积量矩阵，K为混合场源个数。

6.根据权利要求4所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，基于等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵并利用原子范数理论来构造的混合场源波达方向估计优化问题表示为：其中，T(u)为以u为第一列的Toeplitz矩阵，F为包含0和1值的选择矩阵，且该选择矩阵与等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵C_I的零值和非零值相对应，ε为拟合误差，tr[]代表迹函数，C、W为凸优化求解结果值。

7.根据权利要求1所述的基于无网格的混合场源信号定位方法，其特征在于，利用MUSIC矩阵特征空间分解方法对混合场源波达方向估计优化问题进行求解中，首先，通过求解获取混合场源中波达方形估计信息，然后，对接收信号的协方差矩阵进行特征值分解，并结合波达方向估计信息来获取混合场源中的距离估计值。

8.一种基于无网格的混合场源信号定位系统，其特征在于，包含：信号处理模块和信号估计模块，其中，

信号处理模块，用于针对目标区域中混合场源，构建已消除距离参数的四阶累积量矩阵：通过对四阶累积量矩阵上进行插值操作来生成等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵；

信号估计模块，用于基于等同于均匀阵列的四阶累积量矩阵并利用原子范数理论来构造混合场源波达方向估计优化问题；并利用MUSIC矩阵特征空间分解方法对混合场源波达方向估计优化问题进行求解，依据求解结构来获取混合场源波达方向估计值及距离估计值。