为了克服现有无线电探测技术位置信息难以获得和信号波束角误差问题，本发明专利技术提供了一种低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法；该方法通过建立多个全方位站点，并且每个站点在360度全方位布置多个定向接收天线阵列，获取低慢小目标发出的信号方位信息；在获得目标信号方位信息基础上，建立每个站点与获得所有低慢小目标方位的空间直线方程；对于同一目标，在每个站点上选择一条空间直线进行组合，计算所有组合获得每一个组合的空间形心域，通过建立无穷范数指标对选取空间直线组合获得的空间形心进行最大误差分析，在所有不同组合中选取与目标数相同、位置不同且误差最小的形心作为目标位置信息，从而解决了现有无线电探测技术位置信息难以获得和信号波束角误差问题。误差问题。
【技术实现步骤摘要】
低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法
[0001]本专利技术涉及低空目标无线电探测定位方法，特别涉及低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法，属于无线电探测与估计领域。
技术介绍
[0002]低慢小目标是当前侦察监视的重点和难点对象,在国土安全、政府要害部门及核电站等重要设施安全、机场运行安全等领域的作用和影响日益显著，表现为活动日益频繁、挑战日益凸显、风险不断加大。
[0003]目前侦察机、无人机等各种低空目标相对于有人飞机，作战无人机具备高机动能力、强低空突防能力、低成本精确打击能力，是突破防空反导体系、打击地海集群目标的杀手锏武器；无人机可携带放射性物质、爆炸部等多样化载荷，打击重要人物和关键基础设施，在实现精确打击行动中具有突然发起、快速实施、精准打击等特点；
[0004]无线电探测定位作为应对低慢小目标的主要手段之一，越来越引起人们的重视：国际上的主流研究大都以到达时间(Time of Arrival,TOA)、到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)、到达角(Angle of Arrival,AOA)和信号到达强度(Received Signal StrengthIndication，RSSI)以及它们的混合定位为主，对探测方式和探测噪声都进行了理想化的假设。
[0005]在实际低慢小目标探测中，如果无线电探测系统发射信号，相当于告知敌方重要设施等位置信息，容易遭受到准确打击，因此，不能轻易使用主动式监测方式，目标距离信息难以获得；同时，低慢小目标发出无线电等信号波束角误差较大，不可能用高斯噪声描述，对现有估计方法带来挑战。
技术实现思路
[0006]为了克服现有无线电探测技术位置信息难以获得和信号波束角误差问题，本专利技术提供了一种低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法；该方法通过建立多个全方位站点，并且每个站点在360度全方位布置多个定向接收天线阵列，获取低慢小目标发出的信号方位信息；在获得目标信号方位信息基础上，建立每个站点与获得所有低慢小目标方位的空间直线方程；对于同一目标，在每个站点上选择一条空间直线进行组合，计算所有组合获得每一个组合的空间形心域，通过建立无穷范数指标对选取空间直线组合获得的空间形心进行最大误差分析，在所有不同组合中选取与目标数相同、位置不同且误差最小的形心作为目标位置信息，从而解决了现有无线电探测技术位置信息难以获得和信号波束角误差问题。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法，其特点包含以下步骤：
[0008]步骤一、该方法通过建立多个全方位站点，每个站点在上半球体去掉球冠的球台上布置多个定向接收天线阵列实现方位角360度、高低角80度的全方位无线电接收信号的
覆盖，获取低慢小目标发出的信号方位信息；
[0009]步骤二、在信号方位信息基础上，根据空间直线方程，建立每个站点与获得所有低慢小目标方位的空间直线方程；假定站点数为n，目标数为m，空间直线参数方程可描述为：
[0010][0011]式中，x
i0
、y
i0
、z
i0
，i＝1,2,
…
,n，分别为第i个站点坐标位置；x
ij
、y
ij
、z
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线的直线坐标；g
ij
、k
ij
、p
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的方向数；δg
ij
δk
ij
δp
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的方向数的误差；t
ij
为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的空间直线方程的参数；
[0012]根据(1)式，可得：
[0013][0014]不失一般性，假定：|p
ij
+δp
ij
|＞|g
ij
+δg
ij
|,|p
ij
+δp
ij
|＞|k
ij
+δk
ij
|，取：带入(1)式，可得：
[0015][0016]由(3)式进一步可得：
[0017][0018]写成矩阵形式：
[0019]A
ij
x
ij
＝B
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m
[0020]式中：x
ij A
ij B
ij
,i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为i个站点获取的低慢小目标第j条连线的直线坐标向量、系数矩阵和右端结果向量，且：，
[0021][0022]步骤三、选取空间直线组合，采用瞬间计算方法，对于n个站点、m个目标信息，对于同一目标，在每个站点上选择一条空间直线，用n条空间直线进行组合计算空间形心域，对于n个站点、m个目标信息共进行m
n
次不同组合进行形心计算，假定第l个空间直线组合选取为：
[0023][0024]式中：x
iq(i,j)
为第i个站点与第q(i,j),j＝1,2,
…
,m，条直线坐标向量，式中所有相同下标意义相同；
[0025]可得第l个组合形心坐标为：
[0026][0027]式中：第l个组合形心坐标向量；
[0028][0029][0030][0031]E{δ
iq(i,j)
}为δ
iq(i,j)
的均值；
[0032]步骤四、对选取空间显的组合进行误差分析，对第l个空间直线组合，定义第l个组合形心坐标向量对所选每条空间直线产生的误差：
[0033][0034]建立H
∞
指标，即：根据该指标，在所有m
n
不同组合中选取m个位置不同且误差最小的形心作为m个目标位置信息。
[0035]本专利技术的有益结果是：通过每个站点在360度布置多个定向接收天线阵列实现全方位无线电信号接收的覆盖，实现隐蔽形式的无线电探测：通过建立每个站点与获得所有低慢小目标方位的空间直线方程，在每个站点上选择一条空间直线进行组合，计算所有组合获得空间形心域，通过对选取空间直线组合进行误差分析及误差无穷范数指标，在所有不同组合中选取最小误差的不同形心作为目标位置信息，解决了现有无线电探测技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低慢小目标无线电阵列探测与无穷范数定位估计方法，其特点包含以下步骤：步骤一、该方法通过建立多个全方位站点，每个站点在上半球体去掉球冠的球台上布置多个定向接收天线阵列实现方位角360度、高低角80度的全方位无线电接收信号的覆盖，获取低慢小目标发出的信号方位信息；步骤二、在信号方位信息基础上，根据空间直线方程，建立每个站点与获得所有低慢小目标方位的空间直线方程；假定站点数为n，目标数为m，空间直线参数方程可描述为：式中，x
i0
、y
i0
、z
i0
，i＝1,2,
…
,n，分别为第i个站点坐标位置；x
ij
、y
ij
、z
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线的直线坐标；g
ij
、k
ij
、p
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的方向数；δg
ij
δk
ij
δp
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分别为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的方向数的误差；t
ij
为第i个站点获取的低慢小目标第j条连线对应的空间直线方程的参数；根据(1)式，可得：不失一般性，假定：|p
ij
+δp
ij
|＞|g
ij
+δg
ij
|,|p
...
【专利技术属性】
技术研发人员：史元浩，史忠科，李泱，
申请(专利权)人：西安费斯达自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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