[發(fā)明專(zhuān)利]使用高精度時(shí)鐘對(duì)非法電臺(tái)快速定位監(jiān)測(cè)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610065675.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105738867A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林省廣播電視研究所(吉林省新聞出版廣電局科技信息中心)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/06;G01S5/14
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種使用高精度時(shí)鐘對(duì)非法電臺(tái)快速定位監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于包括下列步驟：

(一)在監(jiān)測(cè)管理的城市中，選擇四個(gè)不同地點(diǎn)的分別安裝一套無(wú)人監(jiān)測(cè)前端設(shè)備作為四個(gè)無(wú)人監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為接收前端1、接收前端2、接收前端3和接收前端4，并測(cè)量記錄好每個(gè)接收前端接收天線所在位置的經(jīng)緯度和海拔高度。為了提高在高程方向上定位的精度，需要讓四個(gè)前端不在同一平面上；在各無(wú)人監(jiān)測(cè)前端安裝精度為10^-10～10^-12的高精度時(shí)鐘，并經(jīng)過(guò)精密校準(zhǔn)，同步之后就可以進(jìn)行下一步工作；

(二)先讓該四個(gè)接收前端同時(shí)接收同一個(gè)非法電臺(tái)P所發(fā)出的電磁波信號(hào)，先確定每個(gè)前端對(duì)這個(gè)電磁波信號(hào)都已經(jīng)接收正常，然后這四個(gè)接收前端在高精度時(shí)鐘的同步狀態(tài)下，同時(shí)開(kāi)始對(duì)這個(gè)電磁波信號(hào)的解調(diào)聲音信號(hào)進(jìn)行采樣；

(三)在采樣結(jié)束之后，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)損壓縮，再把壓縮數(shù)據(jù)送回中心；

(四)在中心收完四個(gè)前端的發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)之后，分別解壓縮之后得到接收前端1、2、3、4的原始采樣數(shù)據(jù)序列U_1n、U_2n、U_3n、U_4n，下標(biāo)中的n表示數(shù)據(jù)序列的序號(hào)；

對(duì)數(shù)據(jù)U_1n和U_2n進(jìn)行分析計(jì)算其相關(guān)性：

γ12=Σn=1NU1nU2n]]>

從U_1n的第二個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始，再次與U_2n計(jì)算相關(guān)性；然后再?gòu)腢_1n的第三個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算。如此得到了摘要前端1、2的采樣數(shù)據(jù)的相關(guān)性的序列，在這個(gè)序列中找到最大值，可以反推出最大值對(duì)應(yīng)的U_1n和U_2n兩組數(shù)據(jù)相差的下標(biāo)序號(hào)，再根據(jù)接收前端1、2采樣時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘時(shí)刻，結(jié)合采樣頻率可以得到前端1與前端2接收這個(gè)非法電臺(tái)信號(hào)的時(shí)間差△₁₂；

用同樣的方式，計(jì)算接收前端1與接收前端3接收非法電臺(tái)信號(hào)的時(shí)間差△₁₃，還有接收前端1與接收前端4接收非法電臺(tái)信號(hào)的時(shí)間差△₁₄；

(五)一個(gè)非法電臺(tái)P坐標(biāo)為(X,Y,Z)，在時(shí)刻t發(fā)射出的無(wú)線電信號(hào)將在t_i時(shí)刻到達(dá)坐標(biāo)是(X_i,Y_i,Z_i)的第i號(hào)接收前端，i＝1、2、3、4，非法電臺(tái)與第i號(hào)接收前端的距離是：

(X-Xi)2+(Y-Yi)2+(Z-Zi)2=C(ti-t)]]>

其中C是光速；

把任意兩個(gè)前端的距離方程相減，消掉時(shí)刻t，得到接收前端1和接收前端2距離差方程：

(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2-(X-X2)2+(Y-Y2)2+(Z-Z2)2=CΔ12]]>

前端1和前端3距離差方程：

(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2-(X-X3)2+(Y-Y3)2+(Z-Z3)2=CΔ13]]>

前端1和前端4距離差方程：

(X-X1)2+(Y-Y1)2+(Z-Z1)2-(X-X4)2+(Y-Y4)2+(Z-Z4)2=CΔ14]]>

其中，(X₁,Y₁,Z₁)、(X₂,Y₂,Z₂)、(X₃,Y₃,Z₃)和(X₄,Y₄,Z₄)分別是代號(hào)為1、2、3、4這四個(gè)接收前端在三維空間的坐標(biāo)，(X,Y,Z)是非法電臺(tái)的坐標(biāo)位置；

(六)在平面上用逼近法計(jì)算非法電臺(tái)的粗略位置，以公里整數(shù)倍任取一點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)，代入接收前端1和接收前端2距離差方程，計(jì)算得到一個(gè)時(shí)間差△，之后再沿X的正方向再換一個(gè)坐標(biāo)，再次計(jì)算又得到一個(gè)時(shí)間差△'，如果△'比△更接近△₁₂，那么說(shuō)明逼近的方向是正確的，否則就是走反了方向；直到最終得到最接近△₁₂的那個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，然后在這個(gè)最接近坐標(biāo)點(diǎn)換一個(gè)Y，再次用上述逼近法得到最接近的點(diǎn)，如此反復(fù)，得到以1公里為單位的接收前端1和接收前端2距離差方程中所有可能粗解序列S；把S中所有坐標(biāo)數(shù)據(jù)依次代入接收前端1和接收前端3的距離差方程，得到距離差△”與△₁₃相比較，找到最接近的那個(gè)坐標(biāo)，就是在平面上的非法電臺(tái)粗略位置；

(七)在非法電臺(tái)粗略位置附近，以50米的整數(shù)位為單位任取一點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)，采用上個(gè)步驟的方式，再次代入接收前端1和接收前端2距離差方程，并在這1公里之內(nèi)改變Y，得到以50米為單位的接收前端1和接收前端2距離差方程中所有可能解序列E，之后用接收前端1和接收前端3的距離差方程測(cè)試序列E中每一個(gè)坐標(biāo)值，找到與△₁₃誤差最小的那個(gè)坐標(biāo)，就是以50米為單位的非法電臺(tái)平面坐標(biāo)；

(八)在上一步計(jì)算得到非法電臺(tái)平面位置附近300米內(nèi)，加上Z方向的坐標(biāo)，以25米為單位劃分立體空間成為一個(gè)12×12×12的網(wǎng)格空間，把這個(gè)空間的所有坐標(biāo)點(diǎn)逐個(gè)代入接收前端1和接收前端2、接收前端1和接收前端3、接收前端1和接收前端4的距離差方程，得到所有時(shí)間差與測(cè)量結(jié)果都最接近的那個(gè)坐標(biāo)，就是非法電臺(tái)所在三維空間位置的坐標(biāo)。