[發明專利]利用雙接收站對輻射源進行瞬時定位的方法及中心處理站

有效

• 申請號: 201810207237.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108535689B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 馬婧聞
• 申請（專利權）人: 馬婧聞
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明公開了一種利用雙接收站對輻射源進行瞬時定位的方法及中心處理站，屬于電磁頻譜監測領域，該方法應用于在由多個接收站和一個中心處理站組成的電磁頻譜監測和輻射源定位網中，當只有其中的兩個相鄰接收站檢測到超過預先設置的檢測門限的輻射源信號時，中心處理站僅根據這兩個接收站上傳的定長同步復基帶采樣信號數據幀，提取信號到達時間差信息TDOA和信號強度信息POA，然后對電磁輻射源的瞬時位置進行粗略估計，稱為TDOA?POA組合定位方法。通過本發明最大程度降低了對同時檢測到輻射源信號的接收站數量的要求，不僅可實現對位置固定輻射源的定位，也可以對移動輻射源進行瞬時定位，可應用于復雜電磁環境下的輻射源快速定位。

技術領域

本發明屬于電磁頻譜監測領域，涉及非合作電磁輻射源定位技術，具體地，涉及一種基于兩個定頻接收站的接收信號到達時間差和信號強度信息的非合作電磁輻射源定位方法及中心處理站。

背景技術

隨著大量VHF/UHF頻段小功率、微功率無線電發射臺站投入使用，局部熱點地區的電磁環境日益惡劣，特別是在諸如2.4GHz、5.8GHz等ISM頻段，頻譜擁擠現象十分嚴重，電磁背景噪聲異常抬升和寬帶非穩定電磁干擾問題日益突出，由此導致在重大集會或敏感場所等局部區域實施有效的無線電頻譜監管的難度也越來越大。常規的布放少量具有測向能力的大型無線電監測站的做法已不能適應城區復雜電磁環境下無線電監測定位的應用需求，需要采用密集部署大量小型、低成本的無線電監測站，并通過監測站組網的方式來對欲監測地區進行有效覆蓋，從而實現對低功率、微功率電磁輻射源的抵近式監測和定位。

目前常用的輻射源定位方法主要有：(1)多個測向監測站同時對電磁波來波方向(Direction Of Arrival，DOA)進行測量，然后通過DOA方向線實現對輻射源的空間交叉定位。由于測向監測站設備復雜、成本高昂，因而這種方法通常用于廣域覆蓋情況下對大功率輻射源的二維平面定位；(2)通過測量電磁波信號到達多個無線電監測站的到達功率(Power of Arrival，POA)、到達時間(Time of Arrival，TOA)或者到達時間差(TimeDifference of Arrival，TDOA)來完成輻射源定位；(3)當電磁輻射源運動與無線電監測站之間有相對運動時，還可利用接收信號的多普勒頻移(Frequency Difference ofArrival，FDOA)實現對輻射源的定位或跟蹤。

例如，在中國專利CN201110204820“一種VHF頻段云閃雷電探測定位系統”中給出了一種利用多個探測接收站組網接收采集云閃雷電輻射源在VHF頻段輻射信號的I/Q數據，然后在中心處理站解算得到任意兩站點之間的信號到達時間差(TDOA)從而實現時差三維雙曲面定位的系統。在中國專利CN201410604022“基于多向尋優的全跟蹤式UKF濾波算法的雙站定位方法”中建立一發兩收橢圓定位模型，其實質是在每個接收站獲取直達波和目標散射波的到達時間差從而實現對目標的二維平面定位。在中國專利CN2015109915621“一種基于接收信號功率信息的輻射源定位方法”中，利用四個或以上的接收站獲得的接收信號功率信息，并結合電波傳播模型，實現對輻射源的二維或三維定位。

這些定位方法都要求至少有三個或以上的接收站點參與定位過程。當電磁輻射源的輻射功率很小，或者輻射源距離接收站很遠，或者電磁背景噪聲很高時，都可能只有兩個甚至一個接收站有效檢測到輻射信號，這時就無法實現純時差定位或者純POA定位。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種利用雙接收站對輻射源進行瞬時定位的方法及中心處理站，由此解決在電磁輻射源的輻射功率很小或者輻射源距離接收站很遠或者電磁背景噪聲很高的情況下，由于可能只有兩個甚至一個接收站有效檢測到輻射信號，通過現有要求至少有三個或以上的接收站點的定位方法無法實現純時差定位或者純POA定位的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種利用雙接收站對輻射源進行瞬時定位的方法，應用于由多個接收站和一個中心處理站組成的輻射源探測定位網中，所述方法包括：