[發明專利]一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法和裝置

在審

• 申請號: 201911366383.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111060871A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 尹光;汪大康
• 申請（專利權）人: 南京長峰航天電子科技有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G06N3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱遠楓

1.一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于五元陣接收天線的位置確定求解基線并作為陣元通道，確定陣元通道之間的相位差信息；設定目標陣元到五元陣各接收天線的距離；

根據陣元通道之間的相位差信息以及設定的目標陣元到五元陣各接收天線的距離構建求解目標信號源的方位角與俯仰角的目標函數；

求解所述目標函數獲得目標信號源的方位角與俯仰角。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法，其特征在于，構建的目標函數如下：

其中α,β為待估計的目標信號源的方位角與俯仰角，表示五元陣中第i個陣元通道與第j個陣元通道信號中提取的相位差信息；下標i和j代表對應的陣元通道數,λ五元陣偵查系統工作信號的波長，r₁₂＝r₁-r₂，r₂₃＝r₂-r₃，r₃₄＝r₃-r₄,r₄₅＝r₄-r₅,r₅₁＝r₅-r₁；其中r₁、r₂、r₃、r₄和r₅為目標陣元到五元陣各接收天線的設定距離。

3.根據權利要求2所述的一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法，其特征在于，

其中(x_i,y_i)為對應陣元接收天線編號的位置，i＝1,2,3,4,5；r₀為設定距離參數值。

4.根據權利要求2所述的一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法，其特征在于，采用遺傳算法求解目標函數，具體方法包括如下步驟：

(1)設定求解所需要的參數，包括參考通道的下標、最大遺傳的代數、種群的大小、個體的長度、代溝的概率、交叉的概率、變異的概率、遺傳迭代的次數，初始化種群；

(2)根據確定的適應度函數計算適應度函數值；

(3)進行選擇、交叉、變異；

(4)如果遺傳計算次數小于給定的次數，轉入步驟(2)，計算新的最優種群，直至滿足指定的計算次數；轉入步驟(5)；

(4)選擇最優輸出，得到待求解的目標信號源的方位角和俯仰角信息如下：

azi＝α×180/π

pit＝β×180/π

其中azi為目標信號原的方位角；pit為目標信號源的俯仰角。

5.根據權利要求4所述的一種基于改進遺傳算法的五元陣定位方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)之前還包括非線性優化步驟：將(2)中得到的最優適應度對應的種群作為為非線性估計函數fmincon的迭代初始值，以此來尋找局部次優值附近的最優值，得到全局最優點，作為參數估計的最優值，并把得到的最優值插入到原來的種群中，替代原來適應度最差的種群。

6.一種基于改進遺傳算法的五元陣定位裝置，其特征在于包括：

系統初始化模塊、目標函數構建模塊和目標函數求解模塊；

所述系統初始化模塊，用于基于五元陣接收天線的位置確定求解基線并作為陣元通道，確定陣元通道之間的相位差信息；設定目標陣元到五元陣各接收天線的距離；

所述目標函數構建模塊，用于根據陣元通道之間的相位差信息以及設定的目標陣元到五元陣各接收天線的距離構建求解目標信號源的方位角與俯仰角的目標函數；

所述目標函數求解模塊，用于求解所述目標函數獲得目標信號源的方位角與俯仰角。