[發明專利]一種基于多源傳感器網絡的目標落點定位方法

有效

• 申請號: 202010317499.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111487589B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 張天天;何為;趙魯陽;胡岸明;趙心馳;屈秉男;張質懿;魏智;胡育昱;紀立;傅啟凡;姜策;李鳳榮;王青
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20;G01V1/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明涉及一種基于多源傳感器網絡的目標落點定位方法，包括：安裝聲音陣列和震動陣列；對聲音陣列、震動陣列以及數據采集設備上電，實時采集陣列接收到的信號；對目標震動信號進行預處理；對目標聲音信號進行預處理；提取目標震動信號的縱波包絡個數；判斷目標類型，計算目標的落點坐標；所有設備關閉供電，回收所述聲音陣列、震動陣列以及數據采集設備。本發明融合聲音落點處理方式與震動落點處理方式的優點，準確估計出信源數目，既可計算出單目標落點、多目標連續落點的坐標，還可以計算出多目標隨機投射的落點坐標。同時，本發明受目標時延差的限制小，提升了定位精度。

技術領域

本發明涉及物體落點目標定位及陣列信號處理技術領域，更具體地涉?及一種基于多源傳感器網絡的目標落點定位方法。

背景技術

空對地打擊訓練是檢驗空軍力量的一種重要的科目，而檢驗飛行員素?質的其中一個最主要的指標就是空對地打擊的準確性。所以需要對航彈的落?點進行精確探測與定位，其包括單目標落點定位，多目標連續落點定位及多?目標隨機投射的落點定位問題。其中前兩者在國內外已經有了很深入的研究，?定位精度高，可以達到米級的精度。但是多目標隨機投射落點情況比較復雜，對該情況，目前已有的外場探測手段及優缺點如下：

1、人工搜索：該方法是在全天任務結束后進入投射區域，尋找一天內?的所有目標落點，并用GPS記錄落點位置；這種方法效率很低，而且因多落?點存在未爆的情況，遇到未爆的目標，則會有生命的危險。

2、光學探測：該方法通過光學設備交會獲得。通常包括可見光光測及?紅外光光測；該方法有以下不足：(1)對于彈群來說，由于彈塵對彈點的遮?擋，導致探測失效；(2)受環境影響因素比較大，當沙塵等惡劣天氣出現時，?識別能力比較弱，夜間任務時，可見光失效；紅外光視場角很小，受周圍目?標爆炸的影響，很容易漏檢目標。

3、聲學探測：該方法通過聲學探測，分為一步定位法及先測方位然后?定位二步法；該方法有以下不足：(1)該方法對單目標，或者多個目標以較?短的時間間隔連續落地時有效，但是對于隨機灑落的多目標會失效，因為航彈群為飛機一次投多枚，存在空中爆炸，爆炸間隔微小等復雜情況。(2)該?方法很難準確估計信源目標數量，須提供先驗的靶數，但對于彈群存在未爆?彈的概率很高，所以無法準確估計爆炸數目，因此對落點的定位精度影響巨?大。

4、地震檢波器檢測：該方法通過布設地震檢波器陣列，通過接收目標?爆炸產生的震動波來判斷信源的位置信息。該方法有以下不足：(1)震動波?波速受地質環境影響巨大，尤其在地質不均勻的場地中，會失效；(2)當多?目標爆炸時，地震波的主成份，橫波部分出現相干混疊，很難區分信源數量，?無法利用單一手段解決多目標問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于多源傳感器網絡的目標落點定?位方法，該方法能夠準確估計信源數目，提高多目標落點定位精度，解決了?多目標隨機落點的定位問題。

地震波在由近及遠的傳播過程中，其能量在傳播介質點之間逐個傳遞?下去，因此可以認為目標落地產生的地震波的傳播過程是一個行進不斷擾動?的過程。在同一種傳播介質中，目標落地產生的地震波中不同波的傳播速度?各不相同，P波(縱波)的傳播速度最快，S波(橫波)傳播速度較慢，R波?(瑞利波)的傳播速度最慢。而在不同的傳播介質中同一種地震波組分的波?速也會存在一定的差異，縱波、橫波的波速比值按照公式(1)計算:

式中，v_p表示縱波速度，v_s表示橫波速度，u表示傳播介質的泊松比。