【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无人机通感一体化组网定位，特别是涉及一种多无人机协作通感一体化组网中的目标定位方法及装置。
技术介绍
1、随着无人机在各领域更加深度地融合及应用，其信息交互的维度已从传统的信息传递维度扩展到信息的采集与计算维度。因此，无人机(即uav)网络的感知能力已成为与通信能力一样不可或缺的能力需求，感知与通信的融合无疑是uav网络未来发展的重要方向。波形一体化、硬件架构一体化的联合设计，可以使通信与感知功能在同一频谱实现，从而实现频谱利用率的提升。具体而言，isac技术一方面可使uav同时具备通信、目标检测、目标跟踪以及高精度测距测速等功能，满足uav的多维度应用需求，如森林监控、交通状态监测、自动驾驶技术、机器人技术等；另一方面，感知信息的计算采集也可用于uav组网的路径规划和碰撞避免，为通信网络的部署进一步提供配置方案优化。
2、然而长期以来，基于uav平台的通信和感知的研究是相互分离的。通信系统可能会引入通信延迟，尤其是在数据传输过程中。这种延迟会影响感知系统的实时性能，特别是在需要实时目标定位的应用中，如紧急救援或监测任务。加之，通信系统所使用的带宽可能受限，这可能导致感知数据传输速度较慢，从而影响目标定位的准确性和实时性。另外，在uav通信和感知系统中，不仅uav之间可能产生频谱竞争，还可能受到其他通信设备的干扰。这可能干扰感知系统的传感器，从而影响目标定位的准确性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够保障地面组网通信的前提下，提高
2、一种多无人机协作通感一体化组网中的目标定位方法，所述方法包括：
3、采用正交频分复用技术构建通感一体化的组网通信模型。
4、通过组网通信模型与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型。
5、每一架无人机通过目标定位优化模型获取最优轨迹，最优轨迹通过组网通信模型获取多无人机组网的最优协作策略。
6、根据最优轨迹与最优协作策略重分配多无人机组网的通信资源，并与目标无人机位置更新组网通信资源，根据更新后的组网通信资源定位目标无人机。
7、在其中一个实施例中，还包括：根据多无人机组网在上行链路向地面基站组网发射的发射isac信号，采用正交频分多址对发射isac信号进行调制，得到多无人机组网的发射isac信号：
8、
9、其中，为当前符号时长中第k架无人机的发射isac信号在第i个时间间隔中发射isac信号，为在第i个时间间隔中分配给第k架无人机的子载波集合，为在第i个时间间隔中第k架无人机的第n个子载波的振幅，为在第i个时间间隔中第m个ofdm符号的第n个子载波上调制的信息，为矩形窗函数，δf为载波间隔，t为每个ofdm符号的时长，ej2πnδf(t-mt)为子载波信号，为载波信号。
10、在其中一个实施例中，还包括：多无人机采用正交频分复用技术获取通感一体化中接收的回波信号，根据回波信号构建组网通信模型：
11、
12、
13、
14、其中，为第k架无人机与第j个地面基站在第i个时间间隔中的信道增益，为第k架无人机与第j个地面基站在第i个时间间隔中路径损耗信息，γ0为参考距离1m时的信道功率增益，为路径损耗指数，为小尺度衰落系数，为第k架无人机与第j个地面基站的通信调度情况，na为每架无人机服务地面基站的最大数量，为无人机的集合，为地面基站的集合，为第k架无人机的通信速率，为第j个地面基站的加性高斯白噪声功率，为第k架无人机在第i个时间间隔的通信带宽。
15、在其中一个实施例中，还包括：多无人机组网通过组网通信模型接收回波信号：
16、
17、其中，为第k架无人机在第i个时间间隔中接收的回波信号，为点散射模型中的散射响应，σrcs为雷达散射截面积，为第k架无人机的往返时延，为第k架无人机的多普勒频移，φk(t)为具有零均值和单位方差的加性高斯白噪声，为第k架uav在ofdm符号分配的子载波矢量的克拉美罗下界，为叠加往返时延后的载波信号，fc,kn为多无人机载波频率，为第k架无人机接收到的回波信号的多普勒频移，m为ofdm符号数量，为第k架无人机接收到的回波信号的往返时延。
18、根据回波信号与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型：
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20、
21、1tni＝nc；
22、1tpi≤pt；
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24、
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27、其中，为第k架无人机的位置信息，λi为多无人机组网的接入策略，pi为多无人机组网的发射功率的矢量表示，ni为第i个时间间隔中的子载波分配结果，为目标定位优化模型中定位误差的克拉美罗下界，1tni＝nc为带宽约束，1tpi≤pt为总发射功率约束，为维持单架无人机通信与感知性能所需的最小功率约束，为多无人机组网之间的防碰撞约束，为多无人机组网与目标无人机之间的防碰撞约束，为第k架无人机的通信速率约束，为第k架无人机的通信速率。
28、在其中一个实施例中，还包括：根据多无人机组网将回波信号下变频到基带，并以回波信号的子载波频率fs＝ncδf进行采样，得到多无人机组网的观测矩阵：
29、
30、其中，为加性高斯白噪声的矩阵表示，为第k架无人机的观测矩阵，为第i个时间间隔中第k架无人机的第n个子载波的振幅，为点散射模型中的散射响应，为第k架无人机接收到的回波信号的多普勒频移，为第k架无人机接收到的回波信号的往返时延。
31、根据观测矩阵采用似然估计法对回波信号进行参数估计，得到目标无人机位置估计量的fisher信息矩阵：
32、
33、其中，为回波信号的时延估计量，为多普勒频移的估计量。
34、根据估计量的fisher信息矩阵分别得到回波信号的时延与多普勒频移对应的估计量的克拉美罗下界：
35、
36、
37、其中，为回波信号时延估计量的克拉美罗下界，为回波信号多普勒频移估计量的克拉美罗下界，为第k架无人机接收到的回波信号的往返时延，为第k架无人机接收到的回波信号的多普勒频移，σrcs为雷达散射截面积，fc,k为第k个无人机的载波频率，为多无人机组网内每一架无人机的发射信号的功率，为第k架无人机的相对距离信息，c0为光速，t为每个ofdm符号的时长，为第k架无人机处的加性高斯白噪声功率。
38、根据估计后的回波信号的时延与多普勒频移对应的估计量的克拉美罗下界，得到多无人机组网对于目标无人机位置估计量的克拉美罗矩阵：
39、
40、其中，为第i个时隙中估计量的克拉美罗矩阵内第一行第一列的元素值，和分别为目标无人机的横纵坐标位置信息，为为第k架无人机的加性高斯白噪声功率，和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多无人机协作通感一体化组网中的目标定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用正交频分复用技术构建通感一体化的组网通信模型的步骤之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用正交频分复用技术构建通感一体化的组网通信模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述组网通信模型与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述回波信号与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型的步骤之前，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每一架无人机通过所述目标定位优化模型获取最优轨迹，所述最优轨迹通过所述组网通信模型获取所述多无人机组网的最优协作策略，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通信资源包括：组网通信带宽与组网通信功率；
8.一种多无人机协作通感一体化组网中的目标定位装置，其特征在于，所述装置包括：
9.
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种多无人机协作通感一体化组网中的目标定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用正交频分复用技术构建通感一体化的组网通信模型的步骤之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用正交频分复用技术构建通感一体化的组网通信模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述组网通信模型与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述回波信号与预设的通信约束条件构建多无人机组网的目标定位优化模型的步骤之前，还包括：
6.根据权利要求5所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘钰，姜丽，金虎，雷迎科，冯辉，张孟伯，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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