[發明專利]一種基于空時域聯合處理的可移動單站直接定位方法

在審

• 申請號: 201910187921.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109870673A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 王伶;張智揚;汪躍先;張兆林;謝堅;陶明亮;粟嘉;韓闖;楊欣;邢自健;宮延云;劉龍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種基于空時域聯合處理的可移動單站直接定位方法，其特征在于包括下述步驟：

a)假設天線陣列陣元數目為M，信源數目為Q，且Q>M，來波信號S(t)為窄帶信號，信道噪聲N(t)是均值為零的加性高斯白噪聲，采樣快拍數為K，空域方位矢量為A_l，延時抽頭數是G，并且每次延時處理的時間間隔為τ，陣列在觀測點l時刻t-τ的采樣數據矩陣v_l＝[v₁(t-τ),…,v_M(t-τ)]^T＝A_lS(t-τ)+N(t-τ)；

系統經過G次延時處理，在觀測點處接收信號數據矩陣

式中

A_ST-l(p)＝[a_ST-l(p₁),a_ST-l(p₂),…,a_ST-l(p_Q)]∈C^M×Q

f_i表示來波信號頻率，i＝1,2,…,Q，d_m表示第m個陣元至參考點的距離，m＝1,…,M，a_ST-l表示空時域方位矢量；

b)經過G次延時處理后接收信號數據的協方差矩陣

c)對協方差矩陣進行特征分解，并計算噪聲子空間

式中Q_S為特征向量矩陣，∑_S表示對角矩陣，表示信號子空間，表示噪聲子空間；

d)在觀測區域內均勻分布初始的各個粒子x_i,j(0)，讓各自的最佳位置為P_i,_j(0)＝x_i,j(0)；計算平均最佳位置C(t)；

e)將目標區域內各點對應的空時域方位矢量a_ST-l(x,y,z)分別向噪聲子空間投影并求和，空時域聯合處理直接定位法的代價函數

在監測區域內搜索代價函數的最優值，采用量子行為粒子群算法尋找代價函數的的最優值；

f)根據位移更新方程計算粒子的新位置，其中

i表示第i個粒子群；M表示粒子總數；j表示粒子的維數；N表示搜索空間的維數；t表示進化代數；u_i,j(t)和均為[0 1]區間上均勻分布的隨機數；x_i,j(t)表示位置，最佳位置用P_i,j(t)表示，p_i,j(t)為吸引子位置；G_i,j(t)表示群體的最佳位置；C(t)表示粒子的平均最佳位置；α是擴張-收縮因子；

g)重復步驟(e)、(f)，直到全局最佳位置的值之間的差值不超過0.001，把當前粒子的最佳位置作為目標位置的最優估計值。