[發明專利]非參數聯合估計信號及位置的被動定位方法

有效

• 申請號: 201610565713.1
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106125059B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 易偉;諶振華;王佰錄;姜萌;孔令講;楊曉波;崔國龍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙)51227
• 代理人: 周永宏,王偉

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，尤其涉及一種非參數聯合估計信號及位置的被動定位方法。

背景技術

近年來，由于日益激烈的電子戰，使得在復雜環境下，對微弱目標進行高精度定位受到越來越多的關注。同時，芯片技術的飛速發展，使處理器的數據處理能力得到了極大改善，大數據的處理變得越來越現實。

被動定位技術由其諸多優點如隱蔽性、低功耗等，受到了越來越多的關注。被動定位通常采用幾個分布較開的雷達基站截獲目標發射機的發射信號，相比主動雷達，由于雷達自身不需要發射源發射電磁波，因此被動定位也被稱為無源定位。

通常的被動定位技術主要針對目標為發射機的情況，也可稱之為發射機定位，接收雷達通過處理截獲的發射信號對目標實現定位。較為常用的定位方法是時差定位TDOA、到達角定位AOA。它們的基本思路是，首先在各基站接收機中提取出有關目標發射機的到達時間或到達角度，再將這些參數傳輸給處理中心，通過求解方程式的方法估計出目標位置。這種方法雖然傳輸的數據量小，計算簡單，但是其定位精度低，無法滿足高精度定位的需要。

文獻“Direct Position Determination of Narrowband Radio Frequency Transmitters，IEEE Signal Process.Lett.，vol.11，no.5，pp.513-516，May 2004”提出了一種聯合處理各基站接收機觀測數據的直接定位方法DPD，該方法沒有傳統定位方法的參數提取過程，盡可能地保留了目標信息，仿真顯示有明顯的優勢。這種方法考慮了兩種情況，一種是目標發射機發射的信號已知，如訓練信號或同步信號，我們稱這種情況的DPD定位算法為DPD-known算法，由于知道了發射信號的信號波形，因此該方法是理論上最優的定位算法。另一種情況是目標發射的信號完全未知，主要針對非合作的發射機，在電子戰中最為常見。由于不知道目標信號的形式，DPD定位方法通過使代價函數特征值最大的方法實現了發射機定位，仿真顯示其定位性能仍然優于傳統的定位方法，稱這種方法為DPD-unknown算法。但是，該方法忽略了發射信號的波形信息，其定位精度受限，不能適應微弱目標的更高精度定位。

發明內容

本發明的發明目的是：為了解決微弱非合作目標發射機精度受限的問題，本發明提出了一種高精度的非參數聯合估計信號及位置的被動定位方法。

本發明的技術方案是：一種非參數聯合估計信號及位置的被動定位方法，包括以下步驟：

A、初始化雷達系統參數，其中系統參數包括接收機個數L、各接收機位置坐標(x_l,y_l,z_l)、l＝1,2,...,L、采樣間隔T_s、各接收機通道上的噪聲協方差矩陣R_l；

B、從各接收機中讀取量測并對量測進行采樣，得到L個離散的量測向量r_l；

C、分別劃分目標位置的網格搜索區間(x_grid,y_grid,z_grid)，信號發射時間的網格搜索區間t_grid，以及發射信號的長度的網格搜索區間T_grid；

D、選取一個網格點(x_grid,y_grid,z_grid,t_grid,T_grid)的坐標參數作為發射信號的位置坐標(x_grid,y_grid,z_grid)，發射時間t_grid，發射信號長度T_grid，計算發射信號s₀落在量測信號中對應的起始時間t_l,s和終止時間t_l,e；

E、根據步驟D中得到的起始時間和終止時間計算發射信號s₀在每個量測向量r_l中對應的區間[n_l,s,n_l,e]；

F、從每個接收機中的量測向量r_l中提取第n_l,s個元素到第n_l,e個元素之間的離散樣本點構成發射信號的樣本向量s_0,l，并計算提取的L個樣本向量的功率系數E；