為了克服現有無線電探測技術位置信息難以獲得和信號波束角誤差問題，本發明專利技術提供了一種低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法；該方法通過建立多個全方位站點，并且每個站點在360度全方位布置多個定向接收天線陣列，獲取低慢小目標發出的信號方位信息；在獲得目標信號方位信息基礎上，建立每個站點與獲得所有低慢小目標方位的空間直線方程；對于同一目標，在每個站點上選擇一條空間直線進行組合，計算所有組合獲得每一個組合的空間形心域，通過建立無窮范數指標對選取空間直線組合獲得的空間形心進行最大誤差分析，在所有不同組合中選取與目標數相同、位置不同且誤差最小的形心作為目標位置信息，從而解決了現有無線電探測技術位置信息難以獲得和信號波束角誤差問題。誤差問題。
【技術實現步驟摘要】
低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法
[0001]本專利技術涉及低空目標無線電探測定位方法，特別涉及低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法，屬于無線電探測與估計領域。
技術介紹
[0002]低慢小目標是當前偵察監視的重點和難點對象,在國土安全、政府要害部門及核電站等重要設施安全、機場運行安全等領域的作用和影響日益顯著，表現為活動日益頻繁、挑戰日益凸顯、風險不斷加大。
[0003]目前偵察機、無人機等各種低空目標相對于有人飛機，作戰無人機具備高機動能力、強低空突防能力、低成本精確打擊能力，是突破防空反導體系、打擊地海集群目標的殺手锏武器；無人機可攜帶放射性物質、爆炸部等多樣化載荷，打擊重要人物和關鍵基礎設施，在實現精確打擊行動中具有突然發起、快速實施、精準打擊等特點；
[0004]無線電探測定位作為應對低慢小目標的主要手段之一，越來越引起人們的重視：國際上的主流研究大都以到達時間(Time of Arrival,TOA)、到達時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)、到達角(Angle of Arrival,AOA)和信號到達強度(Received Signal StrengthIndication，RSSI)以及它們的混合定位為主，對探測方式和探測噪聲都進行了理想化的假設。
[0005]在實際低慢小目標探測中，如果無線電探測系統發射信號，相當于告知敵方重要設施等位置信息，容易遭受到準確打擊，因此，不能輕易使用主動式監測方式，目標距離信息難以獲得；同時，低慢小目標發出無線電等信號波束角誤差較大，不可能用高斯噪聲描述，對現有估計方法帶來挑戰。
技術實現思路
[0006]為了克服現有無線電探測技術位置信息難以獲得和信號波束角誤差問題，本專利技術提供了一種低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法；該方法通過建立多個全方位站點，并且每個站點在360度全方位布置多個定向接收天線陣列，獲取低慢小目標發出的信號方位信息；在獲得目標信號方位信息基礎上，建立每個站點與獲得所有低慢小目標方位的空間直線方程；對于同一目標，在每個站點上選擇一條空間直線進行組合，計算所有組合獲得每一個組合的空間形心域，通過建立無窮范數指標對選取空間直線組合獲得的空間形心進行最大誤差分析，在所有不同組合中選取與目標數相同、位置不同且誤差最小的形心作為目標位置信息，從而解決了現有無線電探測技術位置信息難以獲得和信號波束角誤差問題。
[0007]本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法，其特點包含以下步驟：
[0008]步驟一、該方法通過建立多個全方位站點，每個站點在上半球體去掉球冠的球臺上布置多個定向接收天線陣列實現方位角360度、高低角80度的全方位無線電接收信號的
覆蓋，獲取低慢小目標發出的信號方位信息；
[0009]步驟二、在信號方位信息基礎上，根據空間直線方程，建立每個站點與獲得所有低慢小目標方位的空間直線方程；假定站點數為n，目標數為m，空間直線參數方程可描述為：
[0010][0011]式中，x
i0
、y
i0
、z
i0
，i＝1,2,
…
,n，分別為第i個站點坐標位置；x
ij
、y
ij
、z
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線的直線坐標；g
ij
、k
ij
、p
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的方向數；δg
ij
δk
ij
δp
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的方向數的誤差；t
ij
為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的空間直線方程的參數；
[0012]根據(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：帶入(1)式，可得：
[0015][0016]由(3)式進一步可得：
[0017][0018]寫成矩陣形式：
[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，分別為i個站點獲取的低慢小目標第j條連線的直線坐標向量、系數矩陣和右端結果向量，且：，
[0021][0022]步驟三、選取空間直線組合，采用瞬間計算方法，對于n個站點、m個目標信息，對于同一目標，在每個站點上選擇一條空間直線，用n條空間直線進行組合計算空間形心域，對于n個站點、m個目標信息共進行m
n
次不同組合進行形心計算，假定第l個空間直線組合選取為：
[0023][0024]式中：x
iq(i,j)
為第i個站點與第q(i,j),j＝1,2,
…
,m，條直線坐標向量，式中所有相同下標意義相同；
[0025]可得第l個組合形心坐標為：
[0026][0027]式中：第l個組合形心坐標向量；
[0028][0029][0030][0031]E{δ
iq(i,j)
}為δ
iq(i,j)
的均值；
[0032]步驟四、對選取空間顯的組合進行誤差分析，對第l個空間直線組合，定義第l個組合形心坐標向量對所選每條空間直線產生的誤差：
[0033][0034]建立H
∞
指標，即：根據該指標，在所有m
n
不同組合中選取m個位置不同且誤差最小的形心作為m個目標位置信息。
[0035]本專利技術的有益結果是：通過每個站點在360度布置多個定向接收天線陣列實現全方位無線電信號接收的覆蓋，實現隱蔽形式的無線電探測：通過建立每個站點與獲得所有低慢小目標方位的空間直線方程，在每個站點上選擇一條空間直線進行組合，計算所有組合獲得空間形心域，通過對選取空間直線組合進行誤差分析及誤差無窮范數指標，在所有不同組合中選取最小誤差的不同形心作為目標位置信息，解決了現有無線電探測技術本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種低慢小目標無線電陣列探測與無窮范數定位估計方法，其特點包含以下步驟：步驟一、該方法通過建立多個全方位站點，每個站點在上半球體去掉球冠的球臺上布置多個定向接收天線陣列實現方位角360度、高低角80度的全方位無線電接收信號的覆蓋，獲取低慢小目標發出的信號方位信息；步驟二、在信號方位信息基礎上，根據空間直線方程，建立每個站點與獲得所有低慢小目標方位的空間直線方程；假定站點數為n，目標數為m，空間直線參數方程可描述為：式中，x
i0
、y
i0
、z
i0
，i＝1,2,
…
,n，分別為第i個站點坐標位置；x
ij
、y
ij
、z
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線的直線坐標；g
ij
、k
ij
、p
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的方向數；δg
ij
δk
ij
δp
ij
，i＝1,2,
…
,n，j＝1,2,
…
,m，分別為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的方向數的誤差；t
ij
為第i個站點獲取的低慢小目標第j條連線對應的空間直線方程的參數；根據(1)式，可得：不失一般性，假定：|p
ij
+δp
ij
|＞|g
ij
+δg
ij
|,|p
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：史元浩，史忠科，李泱，
申請(專利權)人：西安費斯達自動化工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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