The invention relates to the field of a radio signal for positioning method, particularly relates to a method for noncircular signals direct multi target localization method, first of all, the time domain array signal model based on the combination of non-circular property, get the time domain signal of extended covariance matrix, and then using the extended covariance matrix is calculated for each time slot. The noise subspace, then, using the extended subspace orthogonality of each time slot, a plurality of word space data fusion and optimization model is established for each target location. Finally, the design of Gauss Newton iterative algorithm in order to realize the accurate positioning of each target. Multi target localization method for direct non-circular signals provided by the invention can significantly improve the estimation accuracy of target position, and with the decrease in the lower SNR or sample points, the positioning accuracy will be more obvious advantages, and can deal with the number of targets more.
【技术实现步骤摘要】
针对非圆信号的多目标直接定位方法
本专利技术涉及一种针对无线电信号的定位方法
,特别是涉及一种针对非圆信号的多目标直接定位方法。
技术介绍
众所周知,无线电信号定位对于目标发现及其态势感知具有重要意义,其在通信信号侦察、电子信息对抗、无线电监测、遥测与导航等诸多工程科学领域具有广泛应用。传统的先测向再定位的方法属于“两步定位”模式,该定位模式具有计算过程简单,便于工程实现等优点,目前正被广泛应用于许多无线电信号定位系统中。然而,“两步定位”模式存在一些固有缺点:例如,估计性能难以达到渐近最优、存在门限效应、在多目标条件下需要测量数据关联等问题。针对上述问题,以色列学者A.J.Weiss和A.Amar提出了一种新型无线电信号定位模式,即目标位置直接定位。这种(单步)直接定位方式的基本思想是从原始采集信号中直接提取目标的位置坐标,而无需估计其它中间参量。根据信息处理的理论可知,(单步)直接定位方法比两步定位方法具有更高的估计精度,并且可以避免两步参数估计中的门限效应,以及多目标定位中的测量数据关联问题。在多站定位条件下,直接定位方法要求将各个观测站的信号采集数据传递至中心站,中心站在信号数据域实现目标位置参数的直接估计,大量的多个站的原始数据导致计算复杂度很高,B.Demissie和M.Oispuu提出的基于单个运动观测阵列的子空间数据融合算法减轻了该问题,可以实现对多个目标定位,且避免了高维非线性优化问题,但是该算法没有考虑信号本身的波形特性,定位精度以及处理目标个数有待进一步提升。当前,相关学者对循环平稳信号、OFDM(orthogonalfrequ ...
【技术保护点】
一种针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,依据Nyquist采样定理,在K个时隙内从M通道阵列天线接收系统采集目标辐射的无线电信号数据,二维定位条件下,K为大于等于2的自然数,三维定位条件下,K为大于等于3的自然数,M为大于等于2的自然数,从而获得阵列信号时域数据,每个时隙内均包含L个采集数据点,L为大于等于M的自然数;步骤2,基于每个时隙内的L个采集数据点,将时域阵列矢量扩展,计算扩展的协方差矩阵;步骤3,对每个时隙内的扩展协方差矩阵进行特征值分解,计算并存储各个时隙内的噪声投影矩阵;步骤4,利用K个时隙内的噪声投影矩阵,根据子空间正交准则,建立联合估计多目标位置参数和非圆相角参数的目标函数;步骤5,通过数学推演得到仅关于多目标位置参数的数学优化模型;步骤6,提出Gauss‑Newton迭代算法,利用Q个目标位置的粗估初始值,依次实现对Q个目标的精确定位,Q为大于等于1且小于M的自然数。
【技术特征摘要】
1.一种针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,依据Nyquist采样定理,在K个时隙内从M通道阵列天线接收系统采集目标辐射的无线电信号数据,二维定位条件下,K为大于等于2的自然数,三维定位条件下,K为大于等于3的自然数,M为大于等于2的自然数,从而获得阵列信号时域数据,每个时隙内均包含L个采集数据点,L为大于等于M的自然数;步骤2,基于每个时隙内的L个采集数据点,将时域阵列矢量扩展,计算扩展的协方差矩阵;步骤3,对每个时隙内的扩展协方差矩阵进行特征值分解,计算并存储各个时隙内的噪声投影矩阵;步骤4,利用K个时隙内的噪声投影矩阵,根据子空间正交准则,建立联合估计多目标位置参数和非圆相角参数的目标函数;步骤5,通过数学推演得到仅关于多目标位置参数的数学优化模型;步骤6,提出Gauss-Newton迭代算法,利用Q个目标位置的粗估初始值,依次实现对Q个目标的精确定位,Q为大于等于1且小于M的自然数。2.根据权利要求1所述的针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,所述步骤1中,第k个观测时隙内阵列天线所接收到的信号时域模型为:其中,pq表示第q个目标的位置矢量,skq(t)表示第q个目标信号在第k个时隙内的复包络,ak(pq)表示第q个目标信号在第k个时隙内的天线阵列流型矢量,nk(t)表示在第k个时隙内天线阵列的阵元噪声矢量。3.根据权利要求2所述的针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,所述步骤2中,将第k个观测时隙内阵列天线接收信号rk(t)扩展为:利用最大非圆率信号的特性,扩展后信号的协方差矩阵为:其中,为扩展的流型矢量,表示与Q个信号的非圆相角有关的对角矩阵,为噪声功率;因此,非圆信号的扩展阵列流型矢量表示为:对扩展协方差矩阵的估计由下式获得:4.根据权利要求3所述的针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,所述步骤3中,对扩展的协方差矩阵进行特征值分解,特征值满足下式:将特征矢量矩阵分为两部分:一是与大特征值对应的信号子空间二是与小特征值对应的噪声子空间从而得到第k个时隙段内噪声子空间的投影矩阵为:5.根据权利要求4所述的针对非圆信号的多目标直接定位方法,其特征在于,所述步骤4中,利用K个时隙内的噪声投影矩阵,根据子空间正交准则,建立关于多目标位置参数与非圆相角参数的联合优化模型为:
【专利技术属性】
技术研发人员:尹洁昕,王鼎,吴瑛,杨宾,张莉,唐涛,吴志东,刘瑞瑞,
申请(专利权)人:中国人民解放军信息工程大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。