[發(fā)明專利]一種用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110165038.4
• 申請日: 2021-02-06
• 公開（公告）號: CN112505620B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳波;王曦;寧耀博;侯阿敏;肖小珍;閆文娟;陳欣;胡章臻
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西山利科技發(fā)展有限責(zé)任公司;陜西弘毅防務(wù)科技有限公司;陜西獵鷹低空空域安全研究院有限公司
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 王敏強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向方法，基于用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向系統(tǒng)，用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向系統(tǒng)包括依次連接的天線伺服轉(zhuǎn)臺、低噪放大器、實(shí)時(shí)頻譜分析儀、主控板、上位機(jī)，所述天線伺服轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有高增益大帶寬對數(shù)周期天線，天線伺服轉(zhuǎn)臺還和主控板連接，具體按照以下步驟實(shí)施：首先初始化：標(biāo)定轉(zhuǎn)臺零度角、探測初始參數(shù)設(shè)定、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，天線伺服轉(zhuǎn)臺帶動高增益大帶寬對數(shù)周期天線圓周運(yùn)動探測周邊空間無線電信號，實(shí)時(shí)頻譜分析儀對探測到的信號進(jìn)行快速傅里葉變換FFT處理，把時(shí)域信號變換成頻域信號，最后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類識別，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無線電探測手段存在測向精度低、誤報(bào)率高的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向方法。

背景技術(shù)

隨著低空空域面向民用逐步開放，低空無人飛行器被廣泛應(yīng)用，而且作為新興產(chǎn)業(yè)，低空無人飛行器產(chǎn)業(yè)在逐年擴(kuò)大。但是隨著無人機(jī)在越來越多的領(lǐng)域被應(yīng)用的同時(shí)，由于無人機(jī)引發(fā)的各種安全事件頻出。

由于無人機(jī)體積小、飛行噪音小等特點(diǎn)，在無人機(jī)探測、測向領(lǐng)域目前存在一定技術(shù)難度。目前對無人機(jī)的探測、測向主要采用的是無線電探測技術(shù)手段。無線電探測通過分析周邊自由空間的無線電信號實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的偵測和測向。由于無線電波攜帶的信息量大，可通過頻譜信息和解調(diào)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)型號、頻段、方位角等信息的探測，為無人機(jī)反制提供參考。

由于無人機(jī)體積小、飛行噪音小、無線電發(fā)射功率小等特點(diǎn)，在無人機(jī)探測、測向領(lǐng)域目前存在一定技術(shù)難度。當(dāng)前已有的無線電探測手段存在測向精度低、誤報(bào)率高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無線電探測手段存在測向精度低、誤報(bào)率高的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于無人機(jī)探測的旋轉(zhuǎn)測向方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、初始化：標(biāo)定轉(zhuǎn)臺零度角、探測初始參數(shù)設(shè)定、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，具體如下：

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：使用RadioML2016.10a數(shù)據(jù)集、采樣不同型號的無人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸信號作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用兩層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、隱藏層和輸出層，輸入層是一個(gè)8*1的矩陣；隱藏層包含50個(gè)神經(jīng)元用于分類計(jì)算；輸出層包含無人機(jī)信號、WiFi信號、基站信號、衛(wèi)星信號、雜波信號、干擾信號的分類結(jié)果集合；激活函數(shù)選用ReLU函數(shù)，用于消除神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的線性特性；

數(shù)據(jù)訓(xùn)練：使用RadioML2016.10a數(shù)據(jù)集中自帶的樣本信號及采樣不同型號的無人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸信號的I、Q與A、P參數(shù)進(jìn)行不同的組合，得到八種參數(shù)組合，分別為IQ、AP、IQA、IQP、API、APQ、IQAP、APIQ，將八種不同的參數(shù)組合賦值給卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，賦值對應(yīng)關(guān)系為：IQ參數(shù)賦值給輸入層的第1行1列、AP參數(shù)賦值給第2行1列、IQA參數(shù)賦值給第3行1列、IQP參數(shù)賦值給第4行1列、API參數(shù)賦值給第5行1列、APQ參數(shù)賦值給第6行1列、IQAP參數(shù)賦值給第7行1列、APIQ參數(shù)賦值給第8行1列，其中，I表示無線電信號復(fù)數(shù)表示形式的實(shí)部；Q表示無線電信號復(fù)數(shù)表示形式的虛部，A表示無線電信號的幅度；P表示無線電信號的相位；

步驟2、天線伺服轉(zhuǎn)臺帶動高增益大帶寬對數(shù)周期天線圓周運(yùn)動探測周邊空間無線電信號；

步驟3、實(shí)時(shí)頻譜分析儀對探測到的信號進(jìn)行快速傅里葉變換FFT處理，把時(shí)域信號變換成頻域信號，提取信號的I、Q參數(shù)，I、Q參數(shù)包含探測到無線電信號的頻率、帶寬、信號強(qiáng)度、調(diào)制方式、跳頻速度、跳頻頻點(diǎn)；

步驟4、上位機(jī)接收來自實(shí)時(shí)頻譜分析儀提取的I、Q參數(shù)，通過經(jīng)所述步驟1訓(xùn)練過的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類識別，判斷周邊空間是否存在無人機(jī)；