[發明專利]一種適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法

有效

• 申請號: 201711376314.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108254719B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 耿友林;解成博;尹川;王先義;郭蘭圖
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學;中國電子科技集團公司第二十二研究所
• 主分類號: G01S5/12
• 分類號: G01S5/12;G01S19/46;H04W64/00;H04B17/318
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法，按如下步驟進行：步驟1.將監測基站地理位置的GPS經緯度坐標轉化為平面投影坐標；步驟2.選取RSSI值最大的三個基站，其中RSSI值最高的基站作為主基站，其余基站作為次基站，根據主基站和第i個次基站的RSSI值以及接收天線高度，求得信號源到第i個次基站與主基站的距離之比步驟3.根據信號源到次基站與主基站的距離之比，以及主基站與次基站的平面投影坐標確定信號源所在的軌跡圓；步驟4.根據兩個軌跡圓的幾何關系計算信號源所在的位置，并將結果轉為GPS經緯度坐標。本發明適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法具有電磁監測基站接收機精度高、能夠準確獲取到的信號源的相關參數。

技術領域

本發明涉及電磁頻譜監測技術領域，具體涉及一種適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法。

背景技術

電磁頻譜監測是實現無線電管理的技術手段之一，對信號源的有效定位是電磁頻譜研究的熱點之一。由于被監測信號無法控制并且沒有任何先驗知識，只能通過對信號的被動監測，即接收與處理來估計信號源的位置。

在電磁頻譜監測系統中，通常采用的定位技術有：到達時間(Time of Arrival，TOF)、到達時間差(Time Difference of Arrival，TDOA)和到達角度(Angle of Arrival，AOA)，這三種方法對硬件的精度要求比較高，在現有地面監測基站接收機規格不統一的情況下，無法充分利用各監測基站接收到的數據。

地面監測基站接收機能夠相對準確的獲得信號的頻率、帶寬、接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)等參數，在非視距環境下，根據Egli電波傳播模型以及發射功率與接收功率的關系求取信號源的距離時，需要的參數包括：信號頻率、發射天線功率、發射天線高度和接收天線高度，即公式：40lgd＝P_t-RSSI-78-20lgf-40lgd+20h_t+20h_r。由于監測基站無法得到信號源的相關參數，基于此，有必要研發一種與信號源的相關參數無關的定位方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有電磁監測基站接收機精度不高、能夠準確獲取到的信號源的相關參數較少，提出一種適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法。

本發明采用的技術方案是：

一種適用于電磁頻譜監測系統的信號源定位方法，其具體步驟包括：

步驟1.將監測基站地理位置的GPS經緯度坐標轉化為平面投影坐標；

步驟2.選取RSSI值最大的三個基站，其中RSSI值最高的基站作為主基站，其余基站作為次基站，根據主基站和第i個次基站的RSSI值以及接收天線高度，求得信號源到第i個次基站與主基站的距離之比

步驟3.根據信號源到次基站與主基站的距離之比，以及主基站與次基站的平面投影坐標確定信號源所在的軌跡圓；

步驟4.根據兩個軌跡圓的幾何關系計算信號源所在的位置，并將結果轉為GPS經緯度坐標。

進一步，步驟2，信號源到主基站與第i個次基站的距離之比的具體計算如下：

選取Egli電波傳播模型，其具體經驗公式為：

L＝78+20lgf+40lgd-20h_t-20h_r (1)

發射功率與接收功率的關系為：

RSSI＝P_t-L (2)

因此，主基站與第i個次基站的RSSI差為：

信號源到第i個次基站與主基站的距離之比為：