本发明专利技术提供了一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法、系统及设备，其中，方法包括：获取无人机监测区域范围内的无人机的飞行密度，其中，所述飞行密度表征了单位面积和单位时间内同时飞行的无人机数量；根据地形确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度；确定所述监测区域范围内的无人机干扰信号的干扰强度，所述干扰强度表征了无人机干扰信号的平均功率谱密度；对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类；根据所述监测区域范围内的无人机的飞行密度、电磁传播衰减程度、无人机干扰信号的干扰强度以及等级分类，确定TDOA站点的部署位置以及部署密度，用以提高城市级网格化TDOA系统对低空无人机的探测定位效益。网格化TDOA系统对低空无人机的探测定位效益。网格化TDOA系统对低空无人机的探测定位效益。
【技术实现步骤摘要】
基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法、系统及设备
[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法、系统及设备。
技术介绍
[0002]城市低空无人机的监管已经是当前社会安全和管理面临的重要课题，也是难题。一方面，低空无人机的数量和种类迅猛增长，用途范围大大增加，简单的审批制度已不符合实际管理的需要。另一方面，城市环境的特殊地形和建筑，以及复杂的电磁干扰环境，使得无人机的探测定位和跟踪变得棘手。TDOA时差无源探测定位系统，是对普遍性的城市低空消费机无人机进行监管的重要技术手段之一，具有无电磁污染、探测距离远、探测速度快、定位精度高等优点。
[0003]利用对无人机的无线电信号进行探测和定位，是当前对城市消费类民用无人机进行监管的主要技术手段。其中，TDOA时差定位方法是主流技术途径之一。TDOA时差定位方法利用三个以上监测站的协同，实现对无人机无线电信号进行定位。但是，由于无线电信号传播在城市环境下的复杂性和多变性，城市低空无人机的TDOA定位也面临很多技术挑战，需要在系统设计时对站点布设进行优化设计。同时，不同地域、不同单位对无人机的探测和监管需求差异很大，难以用同一个技术途径和工程标准去实施无人机的监管，也就意味着，不能简单套用单个点位的TDOA探测站点布设方法到城市级部署。
[0004]当前技术中多是关于某一特定目标进行TDOA监测的站点布设，鲜有关于城市级规模的TDOA站点布设优化研究。并且传统网格化部署带来的部署成本与探测定位效果难以平衡，城市级网格化TDOA系统对低空无人机的探测定位效益不高。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法、系统及设备，旨在解决传统网格化部署带来的部署成本与探测定位效果难以平衡的问题，并提高城市级网格化TDOA系统对低空无人机的探测定位效益。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，所述方法包括：
[0007]获取无人机监测区域范围内的无人机的飞行密度，其中，所述飞行密度表征了单位面积和单位时间内同时飞行的无人机数量；
[0008]根据地形确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度；
[0009]确定所述监测区域范围内的无人机干扰信号的干扰强度，所述干扰强度表征了无人机干扰信号的平均功率谱密度；
[0010]对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类；
[0011]根据所述监测区域范围内的无人机的飞行密度、电磁传播衰减程度、无人机干扰
信号的干扰强度以及等级分类，确定TDOA站点的部署位置以及部署密度。
[0012]可选的，所述根据地形确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度，具体包括：
[0013]获取所述监测区域范围内的三维地图；
[0014]将所述监测区域范围划分为若干监测单位，并在预设的高度模拟无人机信号源进行发射；
[0015]根据所述监测区域范围内的城市规模和地域，确定Okumura
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Hata模型的参数和校正因子；
[0016]利用Okumura
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Hata模型模拟无人机信号源发出的信号到达各个建筑物楼顶的电磁传播衰减程度。
[0017]可选的，所述确定Okumura
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Hata模型的参数和校正因子，具体包括：
[0018]若对应监测单位内的建筑的平均高度大于50米，则校正因子选择大城市；
[0019]若对应监测单位内的建筑的平均高度大于30米且小于50米，则校正因子选择小城市；
[0020]若对应监测单位内的建筑的平均高度大于15米且小于30米的区域，则校正因子选择郊区。
[0021]可选的，所述计算所述监测区域范围内的无人机干扰信号的干扰强度，包括：
[0022]将所述监测区域范围划分为若干监测单位；
[0023]测量各监测单位内的无人机信号各典型频段的信号强度和持续时间；
[0024]根据所述信号强度和持续时间得到所述无人机信号各典型频段的功率谱密度。
[0025]可选的，所述对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类，具体包括：
[0026]若所述监测区域内有政治基地，则包括所述政治基地的区域定为一级定位；
[0027]若所述监测区域内有交通枢纽或易燃易爆场所，则包括所述交通枢纽或易燃易爆场所的区域定位二级定位；
[0028]若所述监测区域内有居民用地，则包括所述居民用地的区域定为三级定位；
[0029]所述监测区域内的其他区域，则定为四级定位。
[0030]可选的，所述确定TDOA站点的部署位置以及部署密度，具体包括：
[0031]在所述一级定位范围内及其相邻区域内设置TDOA站点，且各TDOA站点之间的平均距离为800米，且各TDOA站点间的最大距离为1500米；
[0032]在所述二级定位范围及其相邻区域内设置TDOA站点，且各TDOA站点之间的平均距离为1000米，且各TDOA站点间的最大距离为1500米；
[0033]在所述三级定位范围及其相邻区域内设置TDOA站点，且各TDOA站点之间的平均距离为1300米，且各TDOA站点间的最大距离为2000米。
[0034]可选的，所述TDOA站点优先部署在建筑物的顶部，且高层建筑顶部部署的TDOA站点和底层建筑部署的TDOA站点的比例为3：1。
[0035]可选的，所述确定TDOA站点的部署位置以及部署密度，还包括：
[0036]若所述无人机干扰信号的干扰强度超过环境背景噪声强度，则TDOA站点间的平均间距减少。
[0037]可选的，所述确定TDOA站点的部署位置以及部署密度，还包括：
[0038]若所述无人机监测区域范围内的无人机的飞行密度大于预设值，每增加1，TDOA站
点间的平均间距减少10％。
[0039]根据本专利技术的第二方面，提供了一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划系统，包括：
[0040]飞行密度获取模块，用于获取无人机监测区域范围内的无人机的飞行密度，其中，所述飞行密度表征了单位面积和单位时间内同时飞行的无人机数量；
[0041]电磁传播分析模块，用于确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度；
[0042]干扰强度确定模块，用于确定所述监测区域范围内的干扰强度；
[0043]区域等级确定模块，用于对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类；
[0044]部署站点确定模块，用于确定TDOA站点的部署位置以及部署密度。
[0045]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，
[0046]所述存储器，用于存储代码和相关数据；
[0047]所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现本专利技术第一方面中所述的基于T本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取无人机监测区域范围内的无人机的飞行密度，其中，所述飞行密度表征了单位面积和单位时间内同时飞行的无人机数量；根据地形确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度；确定所述监测区域范围内的无人机干扰信号的干扰强度，所述干扰强度表征了无人机干扰信号的平均功率谱密度；对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类；根据所述监测区域范围内的无人机的飞行密度、电磁传播衰减程度、无人机干扰信号的干扰强度以及等级分类，确定TDOA站点的部署位置以及部署密度。2.根据权利要求1所述的基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，其特征在于，所述根据地形确定所述监测区域范围内的电磁传播衰减程度，具体包括：获取所述监测区域范围内的三维地图；将所述监测区域范围划分为若干监测单位，并在预设的高度模拟无人机信号源进行发射；根据所述监测区域范围内的城市规模和地域，确定Okumura
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Hata模型的参数和校正因子；利用Okumura
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Hata模型模拟无人机信号源发出的信号到达各个建筑物楼顶的电磁传播衰减程度。3.根据权利要求2所述的基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，其特征在于，所述确定Okumura
‑
Hata模型的参数和校正因子，具体包括：若对应监测单位内的建筑的平均高度大于50米，则校正因子选择大城市；若对应监测单位内的建筑的平均高度大于30米且小于50米，则校正因子选择小城市；若对应监测单位内的建筑的平均高度大于15米且小于30米的区域，则校正因子选择郊区。4.根据权利要求1所述的基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，其特征在于，所述计算所述监测区域范围内的无人机干扰信号的干扰强度，包括：将所述监测区域范围划分为若干监测单位；测量各监测单位内的无人机信号各典型频段的信号强度和持续时间；根据所述信号强度和持续时间得到所述无人机信号各典型频段的功率谱密度。5.根据权利要求1所述的基于TDOA探测定位的多无人机部署站点规划方法，其特征在于，所述对所述监测区域按照保护目标情况进行等级分类，具体包括：若所述监测区域内有政治基地，则包括所述政治基地的区域定为一级定位；若所述监测区域内有交通枢纽或易燃易爆场所，则包括所述交通枢纽或易燃易爆场所的区域定位二级定位；若所述监测区域内有居民用地，则包括所述居民用地的区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜化京，
申请(专利权)人：上海特金信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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