本技術(shù)涉及無線信息定位,尤其涉及一種無線信息快速定位方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù):
1、無線信息定位主要依賴于無線通信技術(shù),通過接收無線電波并對其包含的相位、傳輸時間等信息進行計算,進而確定目標(biāo)位置。
2、現(xiàn)有的無線信息定位方案主要有:(1)到達時間差法:當(dāng)干擾信號被多個接收器接收時,由于信號傳播速度相同,到達時間差可以用來計算干擾源到各接收器的距離,從而確定干擾源的位置。在對干擾信號進行定位時,需要利用多個接收器來同時接收干擾信號,并記錄下信號的到達時間點,然后根據(jù)到達時間差,計算出干擾源到每個接收器的距離差。(2)到達角度法:利于陣列天線測量無線電來波角度,通過多個探測器測量出信號入射方向角度,通過角度延長線交點定位出該信號的位置。
3、但是,上述方案(1)需要多個探測器,部署復(fù)雜,且面對多個信號源的情況無論是相同或者不同頻點分析能力較弱。上述方案(2)雖定位精度高,但面對多個信號源的抗干擾能力弱,且面對多個信號源的情況無論是相同或者不同頻點分析能力較弱。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,本技術(shù)提供一種無線信息快速定位方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì),以解決現(xiàn)有到達時間差法需要多個探測器,且面對多個信號源的情況無論是相同或者不同頻點分析能力較弱、現(xiàn)有到達角度法多個信號源的抗干擾能力弱、多個信號源分析能力較弱的問題。
2、第一方面,本技術(shù)提供了一種無線信息快速定位方法,方法包括:
3、控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時通過定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無線數(shù)據(jù);其中,無線數(shù)據(jù)包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點幅值、頻點中心頻率;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,確定最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,獲得若干計算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計算最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向。
4、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中,控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時通過定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無線數(shù)據(jù),具體包括:
5、在控制定向天線360度旋轉(zhuǎn)的過程中,當(dāng)在任一角度采集到無線數(shù)據(jù)時,在采集到無線數(shù)據(jù)的位置按照預(yù)設(shè)擺動幅度,來回擺動預(yù)設(shè)次,以進一步確定無線數(shù)據(jù)。
6、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中,控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時通過定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無線數(shù)據(jù),具體包括:
7、當(dāng)空間位置為室內(nèi)空間時,利用陀螺儀角速度積分法,獲得無線數(shù)據(jù)中的旋轉(zhuǎn)角度;其中,陀螺儀角速度積分法涉及的參考基準(zhǔn)點為開始測量時定向天線的方向;
8、當(dāng)空間位置為室外空間時,采用地磁陀螺儀中的磁場計數(shù)據(jù)為采樣旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。
9、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中,當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,確定最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向,具體包括:
10、根據(jù)各個中心頻率對應(yīng)的采集數(shù)據(jù),生成各個中心頻率對應(yīng)的曲線a(n);
11、a(n)=an;其中,an表示在第n個采樣點下采集數(shù)據(jù)對應(yīng)的矯正頻點幅值;
12、設(shè)定窗口值m;
13、通過公式:
14、,
15、計算獲得各個中心頻率對應(yīng)的滑動平均值;其中,n屬于[1,n],n表示采樣點的總數(shù);其中,當(dāng)取開頭前m/2個數(shù)或結(jié)尾后m/2個數(shù)時,采樣鏡像擴展m/2個數(shù)據(jù)序列;
16、獲取當(dāng)前中心頻率中滑動平均值最大值對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)角度,進而確定對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向。
17、在本技術(shù)的一種實現(xiàn)方式中,當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,獲得若干計算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計算最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向,具體包括:
18、根據(jù)中心頻率對應(yīng)的采集數(shù)據(jù),生成中心頻率對應(yīng)的曲線a(n);
19、a(n)=an;其中,an表示在第n個采樣點下采集數(shù)據(jù)對應(yīng)的矯正頻點幅值;
20、設(shè)定窗口值m;
21、通過公式:
22、,
23、計算獲得中心頻率對應(yīng)的滑動平均值;其中,n屬于[1,n],n表示采樣點的總數(shù);其中,當(dāng)取開頭前m/2個數(shù)或結(jié)尾后m/2個數(shù)時,采樣鏡像擴展m/2個數(shù)據(jù)序列;
24、設(shè)定第二窗口值x;
25、計算:
26、公式1:,
27、公式2:,
28、公式3:,
29、公式4:,
30、公式5:,
31、公式6:,
32、計算第n個采樣點下采集數(shù)據(jù)對應(yīng)的公式是否都小于0;其中,前個采樣點不計算公式1,前3個采樣點不計算公式2,前2個采樣點不計算公式3,后個采樣點不計算公式6,后3個采樣點不計算公式5,后2個采樣點不計算公式4;
33、獲得對應(yīng)的公式都小于0的h個采樣點下標(biāo),設(shè)定采樣點下標(biāo)的集合為k;
34、通過公式:
35、;
36、計算獲得小于0的采樣點對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)的極大值方差的計算最大值;
37、其中,i表示下標(biāo)為i的采樣點,且i屬于集合k;且預(yù)設(shè)b(-)到b(0)之間的全部值、預(yù)設(shè)b(n+)到b(n+)之間的全部值;
38、確定計算最大值大于預(yù)設(shè)最大值的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向。
39、第二方面,本技術(shù)提供了一種無線信息快速定位系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
40、采集模塊,用于控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時通過定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無線數(shù)據(jù);其中,無線數(shù)據(jù)包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點幅值、頻點中心頻率;確定模塊,用于當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,確定最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,獲得若干計算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計算最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向
41、第三方面,本技術(shù)提供了一種無線信息快速定位設(shè)備,設(shè)備包括:
42、處理器;
43、以及存儲器,其上存儲有可執(zhí)行代碼,當(dāng)可執(zhí)行代碼被執(zhí)行時,使得處理器執(zhí)行如上述任一項的一種無線信息快速定位方法。
44、第四方面,本技術(shù)提供了一種非易失性計算機存儲介質(zhì),其上存儲有計算機指令,計算機指令在被執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一項的一種無線信息快速定位方法。
45、本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,本技術(shù)至少具有如下有益效果:
46、本技術(shù)針對多個信號源,當(dāng)多個不同頻點信號時,那么所測量的最大值可以準(zhǔn)確的反饋出不同信號的方位(當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時,通過滑動平均求最大值的方法,確定最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向)。若同一個中心頻點的不同位置的信號時,通過滑動平均求最大值的方法,獲得若干計算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計算最大值對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無線電信號源方向,即本技術(shù)具有一定的區(qū)分位置能力。
47、綜上,現(xiàn)有到達時間差法通常需要多個探測器來實現(xiàn)定位,這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。本技術(shù)提出的方法僅通過單個定向天線及其旋轉(zhuǎn)控制即可實現(xiàn)定位,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低了成本。另外,現(xiàn)有技術(shù)面對多個信號源,無論是相同頻點還是不同頻點,分析能力都較弱。本技術(shù)通過采集包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點幅值、頻點中心頻率的無線數(shù)據(jù),并利用增益-角度關(guān)系函數(shù)進行矯正,能夠更準(zhǔn)確地分析和區(qū)分多個信號源。