【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及定位，尤其涉及一种基于信道先验信息的直接位置确定方法。
技术介绍
1、辐射源定位在各个领域都具有重要意义，特别是在信号处理、无线通信、环境监测和地理导航领域。经典的定位方法大多包括两个阶段：第一阶段通常是到达角估计、到达时间估计或多普勒频偏估计，第二阶段是利用上一阶段估计的参数和接收器实际坐标进行地理位置推断。然而，所有的经典方法都是次优解，因为位置变量没有直接优化，并且整个估计过程不是端到端的。数据样本在每个单独的接收器上单独处理，忽略了所有观测结果都来源于同一发射源的潜在联系。
2、为解决这一痛点问题，直接位置确定(dpd)技术应运而生。当发射信号未知时，位置估计问题的本质为一个最大特征值问题。然而，问题化简的过程并未考虑信道的先验信息。当接收机位于信号源的远场区域时，通道系数的模值与传播距离的某一幂次方成反比关系。由于未利用信道参数的先验信息，现有dpd技术的位置伪谱的对比度不强，定位分辨能力较弱。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于信道先验信息的直接位置确定方法、装置、计算机设备以及存储介质，以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。
2、第一方面，本申请实施例是这样实现的，提供了一种基于信道先验信息的直接位置确定方法，包括如下步骤：
3、获取发射源候选位置集合以及信道参数变量，所述发射源候选位置集合包括多个候选位置；
4、获取初始位置索引，基于所述初始位置索引，对所述信道参数变量进行一
5、基于所述目标信道参数变量，计算所述目标信道参数变量的二次型定位统计量；
6、当所述二次型定位统计量大于预设阈值时，获取当前位置索引；
7、当所述当前位置索引小于所述候选位置的数量时，基于所述当前位置索引，对所述信道参数变量再次进行一次迭代更新，直到所述当前位置索引达到所述候选位置数量时，输出所述发射源的位置估计值。
8、在一实施例中，所述对信道参数变量进行一次迭代更新，包括：
9、a步骤：确定信道参数优化中间变量；
10、b步骤：确定目标接收机所在位置与发射源所在位置之间的距离比值；
11、c步骤：基于所述信道参数优化中间变量以及所述距离比值，构建最优信道参数的优化问题，并求解；
12、重复上述步骤a-c，直到符合所述预设收敛条件时，输出所述目标信道参数变量。
13、在一实施例中，所述确定信道参数优化中间变量，包括：
14、确定频点协方差矩阵以及分块对角导向矩阵；
15、基于所述频点协方差矩阵、分块对角导向矩阵以及目标位置索引，计算得到分辨矩阵；
16、基于所述分辨矩阵，计算所述信道参数优化中间变量。
17、在一实施例中，所述分辨矩阵，表示为：
18、
19、其中，rk表示频点协方差矩阵，a(k,p)表示分块对角导向矩阵，k表示傅里叶变化频点，p＝pl，l表示目标位置索引，h表示共轭转置。
20、在一实施例中，所述分块对角导向矩阵，表示为：
21、
22、其中，blkdiag为分块对角化函数，τm(p)为第m个接收机相对位置坐标p的传播时延，τ1(p)为第1个接收机相对位置坐标p的传播时延，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，am(p)为第m个接收机相对位置坐标p的导向矢量，a1(p)为第1个接收机相对位置坐标p的导向矢量，j表示第j个傅里叶变化频点集合，该k表示第j个傅里叶变化频点集合中的第k个频点，k＝0，1，…，k-1，fs表示采样频率。
23、在一实施例中，所述频点协方差矩阵通过如下方式计算得到：
24、基于接收信号集合数量以及接收信号集合中接收信号数量，确定堆叠信号变量；
25、基于所述堆叠信号变量，计算所述频点协方差矩阵。
26、在一实施例中，所述频点协方差矩阵，表示为：
27、
28、其中，j表示第j个傅里叶变化频点集合，该k表示第j个傅里叶变化频点集合中的第k个频点，h表示共轭转置。
29、在一实施例中，所述信道参数变量通过如下方式获取：
30、获取发射信号信息以及接收信号信息，以构建接收信号的初始信号模型；
31、基于所述初始信号模型，对各接收信号进行离散傅里叶变换，以得到所述接收信号的目标信号模型；
32、基于所述目标信号模型，得到信道参数变量。
33、在一实施例中，所述基于所述初始信号模型，对各接收信号进行离散傅里叶变换，以得到所述接收信号的目标信号模型，包括：
34、基于所述初始信号模型，对每预设个接收信号进行横向堆叠，得到多组横向堆叠的接收信号集合；
35、对所述接收信号集合中接收信号按行做离散傅里叶变换，以得到傅里叶变化频点的接收信号；
36、基于傅里叶变化频点的接收信号，构建所述接收信号的目标信号模型。
37、在一实施例中，所述目标信号模型表示为：
38、
39、其中，表示原始信号经dft变换后第j个组别第k个频点，k＝0，1，…，k-1，exp()表示以自然常数e为底的指数函数，在exp中的j表示虚数，fs为采样频率，nm为第m个接收机的高斯白噪声，hm(p)为第m个接收机相对位置坐标p的信道参数，am(p)为第m个接收机相对位置坐标p的导向矢量。
40、第二方面，提供了一种基于信道先验信息的直接位置确定装置，包括：
41、信息获取单元，用于获取发射源候选位置集合以及信道参数变量，所述发射源候选位置集合包括多个候选位置；
42、信道参数变量迭代更新单元，用于获取初始位置索引，基于所述初始位置索引，对所述信道参数变量进行一次迭代更新，直到符合预设收敛条件时，得到目标信道参数变量；
43、二次型定位统计量计算单元，用于基于所述目标信道参数变量，计算所述目标信道参数变量的二次型定位统计量；
44、当前位置索引单元，用于当所述二次型定位统计量大于预设阈值时，获取当前位置索引；
45、位置估计值获取单元，用于当所述当前位置索引小于所述候选位置的数量时，基于所述当前位置索引，对所述信道参数变量再次进行一次迭代更新，直到所述当前位置索引达到所述候选位置数量时，输出所述发射源的位置估计值。
46、第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述基于信道先验信息的直接位置确定方法。
47、第四方面，提供了一种可读存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述基于信道先验信息的直接位置确定方法。
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1.一种基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述方法，包括：
2.如权利要求1所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述对信道参数变量进行一次迭代更新，包括：
3.如权利要求2所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述确定信道参数优化中间变量，包括：
4.如权利要求3所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述分辨矩阵，表示为：
5.如权利要求3所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述分块对角导向矩阵，表示为：
6.如权利要求3所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述频点协方差矩阵通过如下方式获取：
7.如权利要求6所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述频点协方差矩阵，表示为：
8.如权利要求1所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述信道参数变量通过如下方式获取：
9.如权利要求8所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述基于所述初始信号模
10.如权利要求8所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述目标信号模型表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述方法，包括：
2.如权利要求1所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述对信道参数变量进行一次迭代更新，包括：
3.如权利要求2所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述确定信道参数优化中间变量，包括：
4.如权利要求3所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述分辨矩阵，表示为：
5.如权利要求3所述的基于信道先验信息的直接位置确定方法，其特征在于，所述分块对角导向矩阵，表示为：
6.如权利要求3所述的基于信道先验信息...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立成，蒲文强，周睿，史清江，
申请(专利权)人：深圳市大数据研究院，
类型：发明
国别省市：
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