基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法和系统，解决了在面对未知信号，难以判断辐射源载频时，无法对辐射源实现定位的技术问题，属于辐射源定位领域，包括：对目标区域划分网格点得到时频差查找表；确定搜索载频的搜索范围和搜索步长；根据时频差查找表得到搜索载频对应的时差值和频差值，得到时频差范围；通过互模糊函数模型得到互模糊函数值并映射在网格点上，形成分布图；根据搜索步长，更新搜索载频，直到搜索载频更新至搜索范围的最大值，完成载频搜索并将所有映射的互模糊函数值累加；得到辐射源的载频估计值和位置；本发明专利技术无需载频估计，通过载频搜索累积，成功定位辐射源的同时实现载频的估计。计。计。

【技术实现步骤摘要】
基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法和系统


[0001]本专利技术属于辐射源无源定位
，涉及一种基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法和系统。

技术介绍

[0002]广播、电视、导航等信号往往容易受到地面辐射源的干扰，为了确保信号的正常传输与接收，避免干扰，需要对产生干扰信号的辐射源进行定位。
[0003]现有技术中，对辐射源的定位一般选用传统定位法、直接定位法和互模糊函数映射法等；
[0004]其中，利用传统定位法对辐射源定位，一般包括多站测向交叉定位、时差定位、频差定位和时频差联合定位法，都需要测量出接收机相对辐射源的角度、时差值、频差值等具体参数，然后再根据得到的参数值进行定位方程解算，最终得到辐射源位置的估计。如《无源定位原理与方法》郭福成。
[0005]直接定位法中，不测量角度、时差、频差等信号参数值，将采样信号直接作为输入，通过构建代价函数，通过穷尽搜索的方式，在不测量参数的情况下得到辐射源的位置估计。如：吴癸周、郭福成、张敏.信号直接定位技术综述[J].雷达学报,2020,9(6):16。
[0006]互模糊函数映射法主要依赖于静止辐射源的主要相关峰值与所有互模糊函数幅值完全一致的基本原理，将所有的互模糊函数幅值都映射并结合在一个共同的地理框架中，形成类似于无线电成像的图像。先对目标区域划分网格点并计算得到时频差查找表，再计算时频差范围内的互模糊函数，将互模糊函数值根据时频差查找表映射到网格点上，最终得到对辐射源位置的估计。例如：Hartwell G D.Improved geo
‑
spatial resolution using a modified approach to the complex ambiguity function(CAF)[J].Thesis Collection,2005，该方法也消除了传统定位法所要求的数值估计，因此也属于直接定位法。
[0007]对于目标辐射源载频信号不同的情况，目前各类直接定位方法都需要先估计目标辐射源载频，将目标辐射源载频作为已知量进行输入，再对目标辐射源实现定位，否则就无法实现辐射源的定位；而面对未知信号时，目标辐射源载频往往难以判断，因此现有技术在应用中存在一定局限性。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术中，在面对未知信号，难以判断目标辐射源载频时，无法对目标辐射源实现定位的技术问题，提出了一种基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法和系统，可以在不输入目标辐射源载频的情况下实现定位，在不进行载频估计的前提下，通过载频搜索累积，成功定位不同载频辐射源，且在定位过程中可以额外实现对目标载频的估计。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：
[0010]本专利技术公开了一种基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法，该方法包括：
[0011]步骤一、对辐射源目标区域划分网格点，通过网格点对应的辐射源信号的时差值和频差值生成时频差查找表；
[0012]步骤二、确定辐射源信号的搜索载频的搜索范围和搜索步长，根据搜索范围得到搜索载频的初始载频；
[0013]步骤三、在搜索范围内，根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的频差值，将频差值汇总得到频差表，通过时差表和频差表确定时频差范围；
[0014]步骤四、将时频差范围内的时差值和频差值作为互模糊函数模型的输入，通过互模糊函数模型得到互模糊函数值并将所述互模糊函数值映射到网格点上，在网格点上形成分布图；
[0015]步骤五、在搜索范围内，根据初始载频和搜索步长得到实时载频，将搜索载频的初始载频更新为实时载频，返回步骤三，直到搜索载频的实时载频更新至搜索范围的最大值，完成载频搜索并将所有映射的互模糊函数值累加；
[0016]步骤六、根据累加映射的互模糊函数值在网格点上的分布图，得到辐射源的载频估计值；同时通过分布图中的峰值坐标定位得到辐射源的位置坐标。
[0017]步骤一中，对辐射源目标区域划分网格点，通过网格点对应的辐射源信号的时差值和频差值生成时频差查找表的方法包括：
[0018]根据目标辐射源定位任务需求，预先设定对应数量的辐射源目标区域定位覆盖范围；对预先设定的辐射源目标区域定位覆盖范围进行网格划分，得到网格点集和与所述网格点集对应的地理坐标集；
[0019]根据至少两个接收机与网格点集的几何分布关系，通过与网格点集对应的地理坐标集计算出每一个网格点对应的至少两个接收机接收到的辐射源信号到达的时差值和频差值，基于时差值和频差值生成辐射源信号与网格点唯一对应的时频差查找表。
[0020]步骤二中，确定辐射源信号的搜索载频的搜索范围和搜索步长，根据搜索范围得到搜索载频的初始载频的方法包括：
[0021]将接收辐射源信号的接收机的带宽范围确定为辐射源信号的搜索载频的搜索范围，并将搜索范围的最小值设置为搜索载频的初始载频；
[0022]通过载频估计的精度需求确定辐射源信号的搜索载频的搜索步长。
[0023]步骤三中，在搜索范围内，根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的频差值，将频差值汇总得到频差表的方法包括：
[0024]在搜索范围内，根据时频差查找表，得到接收搜索载频的初始载频的至少两个接收机与网格点之间的距离差，运用距离差/光速的运算方法，得到网格点到至少两个接收机的时间差值，即得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；
[0025]在搜索范围内，根据时频差查找表，得到接收搜索载频的初始载频的至少两个接收机与网格点之间的径向速度差，运用速度差
×
搜索载频/光速的运算方法，得到网格点相对至少两个接收机的多普勒频率之间的差值，即得到搜索载频的初始载频对应的频差值，
将频差值汇总得到频差表。
[0026]步骤三中，通过时差表和频差表确定时频差范围的方法包括：
[0027]根据时差表，得到最大时差值和最小时差值表示的时差范围；
[0028]根据频差表，得到最大频差值和最小频差值表示的频差范围；
[0029]设置误差范围，得到包含误差范围的时差范围与包含误差范围的频差范围组成的覆盖时频差查找表的时频差范围。
[0030]步骤四中，互模糊函数模型为：
[0031][0032]其中，CAF(τ,f
d
)为互模糊函数模型；τ为时频差范围内第二接收机接收辐射源信号r2相对第一接收机接收辐射源信号r1的时差值；f
d
为时频差范围内第二接收机接收辐射源信号r2相对第一接收机接收辐射源信号r1的频差值；T为接收辐射源信号的总时长；r1(t)为第一接收机接收辐射源信号时域采样结果；r2(t+τ)为时差值τ的第二接收机接收辐射源信号时域采样结果；为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于载频搜索的互模糊函数映射辐射源定位方法，其特征在于，该方法包括：步骤一、对辐射源目标区域划分网格点，通过网格点对应的辐射源信号的时差值和频差值生成时频差查找表；步骤二、确定辐射源信号的搜索载频的搜索范围和搜索步长，根据搜索范围得到搜索载频的初始载频；步骤三、在搜索范围内，根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的频差值，将频差值汇总得到频差表，通过时差表和频差表确定时频差范围；步骤四、将时频差范围内的时差值和频差值作为互模糊函数模型的输入，通过互模糊函数模型得到互模糊函数值并将所述互模糊函数值映射到网格点上，在网格点上形成分布图；步骤五、在搜索范围内，根据初始载频和搜索步长得到实时载频，将搜索载频的初始载频更新为实时载频，返回步骤三，直到搜索载频的实时载频更新至搜索范围的最大值，完成载频搜索并将所有映射的互模糊函数值累加；步骤六、根据累加映射的互模糊函数值在网格点上的分布图，得到辐射源的载频估计值；同时通过分布图中的峰值坐标定位得到辐射源的位置坐标。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，对辐射源目标区域划分网格点，通过网格点对应的辐射源信号的时差值和频差值生成时频差查找表的方法包括：根据目标辐射源定位任务需求，预先设定对应数量的辐射源目标区域定位覆盖范围；对预先设定的辐射源目标区域定位覆盖范围进行网格划分，得到网格点集和与所述网格点集对应的地理坐标集；根据至少两个接收机与网格点集的几何分布关系，通过与网格点集对应的地理坐标集计算出每一个网格点对应的至少两个接收机接收到的辐射源信号到达的时差值和频差值，基于时差值和频差值生成辐射源信号与网格点唯一对应的时频差查找表。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，确定辐射源信号的搜索载频的搜索范围和搜索步长，根据搜索范围得到搜索载频的初始载频的方法包括：将接收辐射源信号的接收机的带宽范围确定为辐射源信号的搜索载频的搜索范围，并将搜索范围的最小值设置为搜索载频的初始载频；通过载频估计的精度需求确定辐射源信号的搜索载频的搜索步长。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，在搜索范围内，根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；根据时频差查找表得到搜索载频的初始载频对应的频差值，将频差值汇总得到频差表的方法包括：在搜索范围内，根据时频差查找表，得到接收搜索载频的初始载频的至少两个接收机与网格点之间的距离差，运用距离差/光速的运算方法，得到网格点到至少两个接收机的时间差值，即得到搜索载频的初始载频对应的时差值，将时差值汇总得到时差表；在搜索范围内，根据时频差查找表，得到接收搜索载频的初始载频的至少两个接收机与网格点之间的径向速度差，运用速度差
×
搜索载频/光速的运算方法，得到网格点相对至少两个接收机的多普勒频率之间的差值，即得到搜索载频的初始载频对应的频差值，将频差值汇总得到频差表。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，通过时差表和频差表确定时频差范围的方法包括：根据时差表，得到最大时差值和最小时差值表示的时差范围；根据频差表，得到最大频差值和最小频差值表示的频差范围；设置误差范围，得到包含误差范围的时差范围与包含误差范围的频差范围组成的覆盖时频差查找表的时频差范围。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四中，互模糊函数模型为：其中，CAF(τ,f
d
)为互...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗迪，张雅声，刘思彤，尹灿斌，来嘉哲，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：