[發明專利]一種基于多傳感器的復雜環境電磁態勢反演方法

有效

• 申請號: 201710979669.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107765103B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 齊佩漢;杜婷婷;李贊;李圣安;司江勃;關磊;吳晗;孫智偉;鄒雪瑩;彭佳蓉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 郭偉紅

本發明公開了一種基于多傳感器的復雜環境電磁態勢反演方法，主要解決現有技術所需感知設備的數量龐大，電磁態勢反演的準確度較低的問題。其技術方案是：1、確定和配置復雜電磁環境參數；2、構建傳感器位置矩陣；3、構建路徑損耗矩陣；4、根據傳感器位置矩陣、路徑損耗矩陣進行輻射源識別，獲得輻射源的位置和輻射功率；5、根據識別的輻射源，電磁態勢反演，獲得各點的電磁態勢。本發明可在少量傳感器位置隨機分布，輻射源位置和輻射功率隨機分布的條件下，實現輻射源識別，進而實現電磁態勢反演，可用于基于多傳感器的復雜環境電磁態勢反演。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及頻譜感知技術，輻射源識別，更進一步涉及一種基于多傳感器的復雜環境電磁態勢反演技術，可用于復雜環境中的電磁態勢反演。

背景技術

隨著無線通信技術快速發展，各種通訊設備不斷增加，信號種類也越來越多，而且信號的功率大，傳輸距離遠，影響范圍廣。各種電磁設備交織在一起，所發送的信號共用無線通信環境，加上自然環境的影響以及各種背景噪聲，形成了一個復雜快變的新空間——復雜電磁環境。復雜電磁環境電磁態勢是指在復雜電磁環境下，敵我雙方用頻裝備、設備的配置和電磁活動及其在“時域、頻域、空域和能量域”等多域空間中變化所形成的狀態和形式。在電磁環境日益復雜的網絡中心戰中，傳統的以空間位置融合、運動參數估計為主的目標態勢已經不能滿足海戰場信息化作戰中電子對抗、通信傳輸、技術偵察、雷達探測等指揮控制功能對全面電磁態勢的急迫需要。

對于態勢的研究，國外很早就提出了態勢感知和態勢評估的概念。電磁態勢感知是指感知目標周圍的電磁場數據，并把得到的數據經過處理、分析，得出周圍的電磁環境當前狀態以及預測將來的變化趨勢，再將抽象數據轉化成形象逼真的圖像。美國國防部提出的JDL模型將態勢評估引入軍事領域，該模型將態勢評估看作數據融合的一個層次，并定義為“將戰場中被觀測的實體分布與活動情況和戰場環境、知識庫關聯起來的過程”，其最終目的是形成便于理解的包括態勢分析和估計的戰場態勢圖。對于電磁態勢的研究主要集中在輻射源識別、雷達覆蓋范圍展現、電磁環境可視化、電磁環境復雜度評估等幾個方面。這些技術手段大多立足于電磁態勢生成中的某些關鍵技術的研究，如雷達覆蓋范圍只針對雷達用頻效能進行分析，電磁環境可視化也大多以頻域或覆蓋范圍的方式進行展示，不能充分體現電磁態勢各種域上的要素與關聯特征。總之，目前缺乏較為成熟的技術手段生成系統的戰場電磁態勢。

目前，國內外在二維電磁態勢技術研究方面成果較為豐富。二維電磁態勢是仿真實驗和戰場電磁態勢研究的重要內容，是目前戰場電磁頻譜管控的主要依據。周倜等人提出了改進平行坐標理論框架下的多維電磁態勢展現方法，定量表達了電磁態勢數據主體但文章較難直觀、真實地實現電磁態勢的可視化。田偉等人針對具體裝備，提出了一種基于地理信息系統的用頻臺站電磁態勢仿真和可視化分析方法，該方法可有效分析用頻臺站電磁態勢分布和指導用頻臺站科學合理選址，但不能夠有效地展示整體電磁態勢。何俊等人側重研究Delaunay三角網，提出了一種改進的前沿邊推進算法，通過等值點的插值、追蹤、平滑處理和等值區的構造，提高了Delaunay三角網的構網速度，基本實現了二維電磁態勢的快速可視化。Chen M等人在采樣點確定的情況下，依據無線電路測量數據空間分布特點，提出了一種將曲面樣條插值算法應用于態勢圖生成的方法，并對算法進行了改進。但這些方法存在所需感知設備的數量龐大，電磁態勢反演的準確度較低的問題，同時這些方法在實現電磁態勢可視化時容易引起以下問題：

(1)需要獲得某一時刻整個實驗區域空間柵格頂點上的電磁態勢數據，所需數據量多，這就需要大量的感知設備。

(2)由于電磁環境的復雜性，不能直接對電磁態勢數據可視化，不能夠有效地展示整體電磁態勢。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提出了一種基于多傳感器的復雜環境電磁態勢反演方法，有效的減少了感知設備的數量，對輻射源識別，進而構建電磁態勢，提升電磁態勢反演的準確度，實現復雜電磁環境電磁態勢反演的可視化。