【技术实现步骤摘要】
一种基于互谱子空间正交性的直接定位方法
[0001]本专利技术涉及无源定位领域，尤其涉及一种基于互谱子空间正交性的直接定位方法。
技术介绍
[0002]无源定位技术因其隐蔽性强、定位精度高而日益成为一种重要的定位方法，在军事和民用领域都得到了广泛的研究和应用。根据定位站的拓扑结构，辐射源定位可分为单站和多站辐射源定位。前者易于实现，但精度较低；后者实现复杂，但性能更好。定位站可分为基于阵列的定位站和基于单传感器的定位站，其中基于单传感器的定位站成本较低。在实际应用场景中，由于信道传播的复杂性和多样性以及接收机周围的环境，源信号和观测站之间往往存在多径传播。作为无源定位的重要组成部分，两步定位法首先需要测量中间参数，如到达方向(Direction of Arrival,DOA)、到达时间(Time of Arrival,TOA)、到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)、接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)，然后用这些参数建立定位方程并计算目标位置。在多站...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于互谱子空间正交性的直接定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，在L个位置已知的监测节点接收来自未知位置辐射源p的信号，将L个接收信号传输至中心站点，L≥3，并选择其中一个监测节点作为参考节点；步骤2)，对L个接收信号进行均匀分段，将每个接收信号分为K段；将参考节点的接收信号作为参考信号；对于另外L
‑
1个接收信号中的每一个接收信号，将其第k段接收数据和参考信号的第k段接收数据进行互相关的求解，k＝1,...,K，得到(L
‑
1)
×
K个互相关函数；依次对得到的互相关函数进行离散傅里叶变换得到其对应的互谱；步骤3)，对互谱的有效部分的协方差矩阵进行特征分解，得到其噪声子空间和信号子空间，根据噪声子空间和信号子空间的正交性，构造在该互谱下的代价函数；步骤4)，确定定位区域和搜索步长，对定位区域进行网格化处理，对所有网格点上的代价函数值进行峰值搜索，峰值对应的坐标即为对于辐射源的估计结果。2.根据权利要求1所述的基于互谱子空间正交性的直接定位方法，其特征在于，所述步骤1)的具体内容如下：令参考节点的坐标为q1，另外L
‑
1个监测节点的坐标为q
l
，l＝2,...,L，多径情况下各监测节点的接收信号的离散形式为：其中，x1(n)表示多径情况下参考节点的接收信号的离散形式，x
l
(n)表示多径情况下非参考节点的接收信号的离散形式，M表示多径数，N
l
表示接收信号的长度，λ
1m
、λ
lm
分别表示多径环境下x1(n)、x
l
(n)的幅度系数；τ
1m
是参考信号中的第m个多径分量与发射信号之间的时间延迟；τ
lm
是第l个接收信号中的第m个多径分量与发射信号之间的时间延迟；s(n)表示未知辐射源的发射信号，s(n
‑
τ
1m
)表示经历了时延τ
1m
的未知辐射源的发射信号，s(n
‑
τ
lm
)表示经历了时延τ
lm
的未知辐射源的发射信号；σ1(n)、σ
l
(n)分别为参考节点q1、监测节点q
l
接收信号时产生的噪声，考虑为零均值加性高斯噪声。3.根据权利要求2所述的基于互谱子空间正交性的直接定位方法，其特征在于，所述步骤2)包含以下具体步骤：步骤2.1)，令参考信号中不存在多径分量，将x1(n)和x
l
(n)重写为其中，s1(n)＝λ1s(n
‑
Δτ
l
)，μ
lm
＝λ
lm
/λ1，Δτ
lm
＝τ
lm
‑
τ1是其他多径信号与参考信号之间的时延差，τ1＝||q1‑
p||/c，c表示电磁波的传播速度，s1(n
‑
Δτ
lm
)表示经历了时延Δτ
lm
的未知辐射源的发射信号；由于对每个接收信号进行数据分割并不会改变接收信号之间的相关性，且为了减少后续矩阵运算量，将长度为N
l
的接收数据均匀分割为K个部分，每个部分的长度为N0＝N
l
/K；x1(n)、x
l
(n)的第k个分段x
1k
(n
k
)、x
lk
(n
k
)表示为
其中，s1(n
k
)、σ1(n
k
)、s1(n
k
‑
Δτ
lm
)、σ
l
(n
k
)分别表示s1(n)、σ1(n)、s1(n
‑
Δτ
lm
)、σ
l
(n)的第k段；步骤2.2)，令τ为时间间隔变量，则接收数据x
lk
(n
k
)和参考数据x
1k
(n
k
)的互相关函数的定义式为其中，E(
·
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建峰，朱珂慧，江航，余莲杰，李营营，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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