[發明專利]一種雙節點之間測距的測向定位方法

在審

• 申請號: 202211238443.5
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115508772A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 李俊霖;萬群;陳銳;陳文榮;胡心語
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S5/06;G06F17/16
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于無線電定位技術領域，具體涉及一種雙節點之間測距的測向定位方法。本發明中，兩個節點首先分別對接收到的信號進行測向處理，確定對應的輻射源的來波方向，并通過測距確定雙節點之間的距離；再確定雙節點方向矩陣和各個搜索角度對應的雙節點協同向量；然后確定各個搜索角度對應的誤差向量及其范數，確定最小范數對應的搜索角度；接著由雙節點方向矩陣和最小范數對應的搜索角度對應的雙節點協同向量，確定第一個節點的位置坐標；最后由第一個節點的位置坐標、最小范數對應的搜索角度和雙節點之間的距離測量，確定第二個節點的位置坐標，從而達到利用兩個相鄰節點之間的測距，改進單個節點的測向定位精度的目的。

技術領域

本發明屬于無線電定位技術領域，具體涉及一種雙節點之間測距的測向定位方法。

背景技術

在無線電定位技術領域，多站協同的測向定位是一種常用的定位技術。這種定位技術利用已知位置的多個信號接收站，接收同一個輻射源發射的無線電信號，各個信號接收站對接收到的信號分別進行測向處理之后，將各自的測向結果傳遞給定位站，定位站再通過多站測向進行交叉定位計算，確定發射無線電的輻射源位置。這種多站協同的測向定位技術具有多站之間的信息交互量少、時間同步精度要求低等特點。

與利用多個信號接收站對一個發射無線電信號的輻射源進行多站協同的測向定位相反，也可以利用多個位置已知的發射無線電的輻射源，對一個位置未知的、能接收這些輻射源發射的無線電信號的節點進行定位。位置未知的節點利用接收機接收所在區域內位置已知的輻射源發射的無線電信號，對接收到的信號進行測向處理，確定該輻射源的來波方向。當位置未知的節點所在的區域內有多個位置已知的發射無線電的輻射源時，該節點就可以分別對接收到的信號進行測向處理，分別確定多個輻射源的來波方向，再利用測向結果進行交叉定位計算，確定節點的位置。這種單個節點的測向定位技術具有通用性，即使所在區域內的輻射源發射的信號具有雷達、廣播、通信等特定的功能，原本不是用于定位的，節點也可以對接收到的信號進行測向處理，確定該輻射源的來波方向，從而確定節點的位置。

實際上，單個節點的測向定位技術的定位精度受到所在區域內輻射源的位置分布、節點對各個輻射源發射的無線電信號的測向精度等因素的影響。在實際應用場景中，當相鄰的兩個節點都在利用單個節點的測向定位技術進行定位時，有必要解決如何利用兩個相鄰節點之間的協同，進一步改進單個節點的測向定位精度的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種雙節點之間測距的測向定位方法，兩個節點首先分別對接收到的信號進行測向處理，確定對應的輻射源的來波方向，并通過測距確定雙節點之間的距離；再確定雙節點方向矩陣和各個搜索角度對應的雙節點協同向量；然后確定各個搜索角度對應的誤差向量及其范數，確定最小范數對應的搜索角度；接著由雙節點方向矩陣和最小范數對應的搜索角度對應的雙節點協同向量，確定第一個節點的位置坐標；最后由第一個節點的位置坐標、最小范數對應的搜索角度和雙節點之間的距離測量r，確定第二個節點的位置坐標，從而達到利用兩個相鄰節點之間的測距，改進單個節點的測向定位精度的目的。

本發明的技術方案是：

一種雙節點之間測距的測向定位方法，定義兩個節點之間的距離測量為r，兩個節點所在區域內輻射源個數為M，輻射源位置的直角坐標為(x_m,y_m)，m＝1,2,…,M；所述測向定位方法包括以下步驟：

S1、兩個節點分別對接收到的所在區域內位置已知的多個輻射源發射的無線電信號進行測向處理，設置角度搜索個數為K，第k個搜索角度為η_k＝(k-1)(360/K)度，k＝1,2,…,K，定義第一個節點通過對接收到的信號進行測向處理確定的輻射源來波方向為θ_m，第二個節點通過對接收到的信號進行測向處理確定的輻射源來波方向為α_m，m＝1,2,…,M；

S2、由兩個節點確定的輻射源來波方向，確定雙節點方向矩陣Q為：