一种基于协方差拟合的近场源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于协方差拟合的近场源定位方法。利用均匀线阵对称特性，计算阵元的空间相关函数并构建单快拍等效数据，利用空间平滑消除信号相关性；基于协方差拟合准则对平滑后协方差矩阵进行凸优化重构，恢复理想化的Toeplitz矩阵结构；采用求根MUSIC算法对重构协方差矩阵进行求解，解算近场源角度参数；依据角度估计结果构建距离敏感导向矢量，利用噪声子空间正交性建立距离多项式方程，实现角度与距离的联合优化估计。本发明专利技术通过协方差矩阵重构与多项式求根技术，提升了低信噪比和少快拍条件下的估计精度，降低了运算量，同时避免了角度误差向距离估计的累积效应，在复杂场景下实现了近场源位置的高效匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号与信息处理领域中的传感器阵列信号处理，具体涉及一种基于协方差拟合的近场源定位方法，该方法针对均匀线阵接收的近场窄带信号，通过构建空间相关函数、空间平滑去相关以及协方差矩阵重构技术，结合求根music算法，实现近场源角度和距离的高精度联合估计。

技术介绍

1、波达方向(direction of arrival,doa)估计是阵列信号处理领域的核心技术之一，在雷达探测、声学定位、无线通信等场景中具有重要应用，随着无线及移动通信等
的发展，目标信号源定位于菲涅尔区域内的情况增多，因而近场源的参数估计具有重大的研究意义，相较于远场源，近场源定位需同时估计信号源的入射角度和距离，其技术挑战显著增加。传统近场源定位方法多基于均匀线阵的子空间类算法(如music、esprit)，这类方法主要通过构建两个高阶累量矩阵，对其运用music或esprit方法进行一维或二维谱峰搜索来估计近场源的角度和距离，其精度受限于搜索间隔，计算复杂度高，难以满足实时性需求。

2、针对上述问题，li等人提出了一种通过构建一个非hermitian高阶累量矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于协方差拟合的近场源定位方法，该方法适用于阵列结构为均匀线阵的近场源阵列，所述均匀线阵近场源模型关于原点阵元位置左右对称，原点阵元位置左右各有N个阵元，均匀线阵的总阵元数为L＝2N+1，各阵元间的阵元间距为d，以原点阵元位置作为参考点，则均匀线阵中各阵元位置集合D为D＝{Ω1d,Ω2d,…,ΩLd|Ω1d＜Ω2d＜…＜ΩLd}，其中Ωl表示第l个阵元的索引，Ωl＝-N,-N+1,…,-1,0,1,…,N-1,N，l＝1,2,…,L，其特征在于：近场源定位方法包括如下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种基于协方差拟合的近场源定位方法，该方法适用于阵列结构为均匀线阵的近场源阵列，所述均匀线阵近场源模型关于原点阵元位置左右对称，原点阵元位置左右各有n个阵元，均匀线阵的总阵元数为l＝2n+1，各阵元间的阵元间距为d，以原点阵元位置作为参考点...

【专利技术属性】
技术研发人员：房斐斐，贾怡凡，冯洪浩，田晋一，王绪虎，王永韬，张大志，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：