一種基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，克服了現(xiàn)有直接定位方法對外輻射源直達波信號信息利用不足的問題。該發(fā)明包括以下步驟：對L個觀測站的雙通道接收系統(tǒng)做好時間同步，對各站雙通道的接收數(shù)據(jù)分別計算其傅立葉系數(shù)，每個觀測站將所獲得的陣列信號頻域數(shù)據(jù)傳輸至中心站，在中心站對轉(zhuǎn)化值頻域的數(shù)據(jù)構(gòu)造高斯最大似然函數(shù)并提取包含回波時延、多普勒以及直達波時延信息的信息矩陣，通過設定網(wǎng)格搜索范圍，并計算地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特征值，通過搜索網(wǎng)格范圍內(nèi)的最大值對應的坐標即可得到對目標的精確定位。與傳統(tǒng)的兩步定位算法相比，減少了定位信息的損失，定位精度明顯提升。
【專利說明】
一種基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法
技術領域
[0001] 該發(fā)明涉及一種外福射無源定位場景下的定位方法，特別是涉及一種基于外福射 源時延和多普勒頻率的直接定位方法。
【背景技術】
[0002] 外輻射源無源定位，指的是利用非合作的第三方輻射源(例如AM/FM信號、普通/數(shù) 字電視信號等)作為目標的照射源，通過對直達波及反射回波進行處理，以得到時延、頻率 等相關參數(shù)信息，進而實現(xiàn)對目標的定位與跟蹤。利用第三方的非合作照射源對目標進行 探測，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對隱形目標和靜默目標的探測、定位與跟蹤，同樣也可以用于對目標的 成像與識別。
[0003] 目前外福射源無源定位采用的定位體制是傳統(tǒng)的無源定位體制，即兩步定位體 制，即首先進行參數(shù)估計，如到達角度、到達時間、到達時間差、多普勒頻差、接收信號強度 及多種參數(shù)聯(lián)合估計，再通過對獲取的參數(shù)進行定位解算獲得目標的位置估計。由于傳統(tǒng) 的兩步定位法需要首先獲得目標的相關參數(shù)，然后通過解定位方程來得到目標的位置估 計，使得參數(shù)估計和定位解算相分離，無法保證測量的參數(shù)與真實目標的位置信息相匹配， 同時第一步測量得到的參數(shù)的誤差可能進一步被解算方法放大并且很難被消除，從而導致 整個數(shù)據(jù)處理過程中不可避免地存在信息損失，所以無法獲得最優(yōu)的估計性能。
[0004] 傳統(tǒng)的兩步定位算法具有模型本身的缺點，且定位性能受制于參數(shù)精度的獲取， 使得定位存在一定的誤差?？紤]到接收的數(shù)據(jù)中本身已經(jīng)含有時延參數(shù)、多普勒頻率參數(shù) 以及目標位置等信息，那么直接從接收數(shù)據(jù)中提取目標的坐標參數(shù)也是可行的。因此，如何 能夠從數(shù)據(jù)中直接獲取目標位置信息就成為當前的研究熱點。
[0005] A.Dornon等人首先分析了確定性最大似然估計器和高斯最大似然估計器用于寬 帶發(fā)射源定位時的性能。A. Weiss通過構(gòu)造最大似然代價函數(shù)，在定義的地理網(wǎng)格中進行二 維搜索直接得到目標的位置估計，提出了與兩步定位法相區(qū)別的一種新定位方法一直接定 位法，該算法能夠在低信噪比條件下逼近克拉美羅下界。DH)算法將參數(shù)估計與定位解算融 合到一個模型當中，避免了傳統(tǒng)定位方法中的信息損失；同時DPD算法中融合了所有觀測站 的數(shù)據(jù)信息，解決了多目標定位中"數(shù)據(jù)-發(fā)射源關聯(lián)"的問題。但是他們所設計的直接定位 算法沒有考慮具體的定位場景，因而減少了可以增加定位信息、提高定位精度的可能。在外 輻射源無源定位背景下，各個觀測站除了接收來自目標反射的回波信號之外，還要接收來 自外輻射源的直達波信號，將直達波信號與回波信號一同構(gòu)造高維的接收數(shù)據(jù)模型能夠有 效地提高定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中，現(xiàn)有外輻射源無源定位條件下傳統(tǒng)兩步定位方法精度 不足以及現(xiàn)有直接定位方法對外輻射源直達波信號信息利用不足的問題，提供一種基于外 輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法。
[0007]本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種具有以下步驟的基于外輻射源時延和多普勒 頻率的直接定位方法:包括以下步驟：
[0008]步驟1:對L個觀測站的雙通道接收系統(tǒng)做好時間同步，并根據(jù)Nyquist采樣定理采 集外輻射源的直達波信號以及經(jīng)目標反射的回波信號，從而獲得多站接收的時域數(shù)據(jù)； [0009]步驟2:對各站雙通道的接收數(shù)據(jù)分別計算其傅立葉系數(shù)，從而得到多站接收信號 的頻域數(shù)據(jù)；
[0010]步驟3:每個觀測站將所獲得的陣列信號頻域數(shù)據(jù)傳輸至中心站，中心站將每個站 傳輸?shù)年嚵行盘枖?shù)據(jù)按照觀測站的順序堆棧排列，以構(gòu)造高維陣列信號頻域數(shù)據(jù)；
[0011] 步驟4:在中心站對轉(zhuǎn)化值頻域的數(shù)據(jù)構(gòu)造高斯最大似然函數(shù)并提取包含回波時 延、多普勒以及直達波時延信息的信息矩陣；
[0012] 步驟5:通過設定網(wǎng)格搜索范圍，并計算地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特 征值；
[0013] 步驟6:通過搜索網(wǎng)格范圍內(nèi)的最大值對應的坐標即可得到對目標的精確定位。
[0014] 所述步驟1中，第1個觀測站的所接收到的信號時域模型為
[0016]其中，S表示外輻射源相對于第1個觀測站的直達路徑時延n=(| |pe-p〇l I + I pi-pQ| | )/c表示外輻射源照射目標并反射至觀測站產(chǎn)生的時延，c表示信號傳播速度，|卜 表示2范數(shù);pe為外輻射源位置，發(fā)射信號帶寬W，p Q為目標位置，速度為v=[Vx，vy]T;W1(t) 與分別表示均值為0,方差為 〇2直達波通道與回波通道的加性平穩(wěn)復高斯白噪聲;fl 表示目標與觀測站之間的多普勒頻率，其包含兩部分，一部分為外輻射源照射至目標時信 號的多普勒頻率，另一部分是反射回波到達觀測站時產(chǎn)生的多普勒頻率，故fi可表示為
[0018] 其中，口1=41，71]7(1 = 1，2，一，〇為具有雙通道的觀測站，一個通道接收來自外 輻射源的直達波信號，一個通道接收來自目標反射的回波信號。
[0019] 所述步驟2中，第1個觀測站的所接收到的信號頻域模型為 則似"14 確 1
[0021] 其中，4.人），與丨 U/:,) 廠,/? = 土丨，土 分別表示接收信 號、發(fā)射信號以及噪聲的傅立葉系數(shù)。
[0022] 所述步驟3中，中心站所獲得的高維信號頻域模型為 "4^1 「化1
[0023] f,= L 備+ 、1 _ 4」L%.
[0024] 其中， 6 = B(/-A. M (/-AT+1 )，…，6 (A 卜[歹(/-,v M (/-jV+1)，…，歹(/#)]r B, ,-,en，Tr^ i
[0025] \ ^ 、 A, -diag\e^j2jI'LNr, ,e^]2rrK':+'Tl,---,e^J2rc，xT'^ ^ = [?/ (/1a- ) ^ w, {f_N+l ),???, (fN )]T 七,=[心(.,:#)，< Uami)，…，夂(D]T
[0026] 式中，#,表示循環(huán)移位矩陣，其形式如下所示，即將單位陣循環(huán)向下移位floor (Tf〇 + l行，其作用是為了表示處于數(shù)據(jù)位置的多普勒頻移即將矩陣S按行循環(huán)向下移 位;1^1〇〇1'(了;1；'1)，;1^1〇〇1'(>)表示向下取整，
[0028]所述步驟4中，構(gòu)造的高斯最大似然函數(shù)為
L0030」經(jīng)過推導簡化，可得到如下形式
[0032]其中，泛信息矩陣為 s
[0033] Qc = VVh
[0034] V = [{AfFll B^)r^ O
[0035] 所述步驟5中，地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特征值為C3 = Amax(Q。），QC的 維度為（2N+1) X (2N+1)，且當延長觀測時間時會進一步增加 Qc的維度，對其特征值分解求 特征值極大地增加了運算量;考慮給定矩陣X，XHX與XX H的非零特征值是一致的，故可利用這 一結(jié)論將C3變換為
[0036] C3 = (泛）式中，么=fF
[0037] 所述步驟6中，通過網(wǎng)格搜索得到代價函數(shù)的最大值對應的坐標即為目標位置的 估計
[0038] k = argmax4iax；(g;j Pq 〇
[0039] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法具有以 下優(yōu)點：首先通過計算接收信號的傅立葉系數(shù)將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成頻域數(shù)據(jù)，然后對轉(zhuǎn)換至 頻域的接收數(shù)據(jù)構(gòu)建高斯最大似然估計器，再將從數(shù)據(jù)中提取目標位置信息的問題轉(zhuǎn)化為 求解信息矩陣的最大特征值的問題，最后通過地理網(wǎng)格搜索獲取目標位置的估計。與傳統(tǒng) 的兩步定位算法相比，本發(fā)明提供的方法直接利用接收底層數(shù)據(jù)進行位置估計，避免了因 參數(shù)估計與位置解算相分離而導致測量參數(shù)不能保證與真實位置匹配的問題，減少了定位 信息的損失，定位精度明顯提升且進一步逼近克拉美羅下界并對觀測站具有不同信噪比的 情況具有較好的魯棒性。
[0040]相比于傳統(tǒng)兩步定位方法以及現(xiàn)有的直接定位方法，綜合考慮了外輻射源的直達 波信息與目標反射回波信息，構(gòu)建了包含時延與多普勒信息的多維信號模型，通過利用底 層接收數(shù)據(jù)直接對目標位置進行估計，獲取了更高的定位精度以及對觀測站具有不同信噪 比的魯棒性。本發(fā)明公開的定位方法具有實現(xiàn)簡單、高效的特點，是一種性能穩(wěn)健、可靠的 高精度定位方法。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中兩步定位體制與 直接定位體制對比示意圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中一種外輻射源無 源定位場景的示意圖；
[0043] 圖3是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中外輻射源無源定 位場景下聯(lián)合時延與多普勒的直接定位原理框圖；
[0044] 圖4是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中定位實例場景示 意圖；
[0045] 圖5是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中直接定位方法的 網(wǎng)格偽譜圖；
[0046] 圖6是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中不同方法的定位 均方根誤差隨信噪比的變化曲線；
[0047] 圖7是本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法中不同方法的定位 均方根誤差隨觀測站數(shù)量的變化曲線。
【具體實施方式】
[0048] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接 定位方法作進一步說明：如圖所示，本實施例為了解決上述問題，需要首先建立包含外輻射 源的直達波信號以及目標反射的回波信號的數(shù)學模型，基于此，通過計算接收信號的傅立 葉系數(shù)將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成頻域數(shù)據(jù)，然后對轉(zhuǎn)換至頻域的接收數(shù)據(jù)構(gòu)建高斯最大似然估計 器，再將從數(shù)據(jù)中提取目標位置信息的問題轉(zhuǎn)化為求解信息矩陣的最大特征值的問題，最 后通過地理網(wǎng)格搜索獲取目標位置的估計。本發(fā)明具體實施步驟如下：
[0049] 本發(fā)明公開的外輻射源無源定位場景下聯(lián)合時延與多普勒的直接定位方法需要 每個接收站接收來自外輻射源的直達波信號以及經(jīng)目標反射的回波信號，每個觀測站會將 轉(zhuǎn)化值頻域的數(shù)據(jù)傳輸至中心站，中心站將利用這些底層數(shù)據(jù)對目標進行位置估計。
[0050] 如圖3所示，本發(fā)明公開的外輻射源無源定位場景下聯(lián)合時延與多普勒的直接定 位方法包括以下步驟：
[0051 ]步驟1:對L個觀測站的雙通道接收系統(tǒng)做好時間同步，并根據(jù)Nyquist采樣定理采 集外輻射源的直達波信號以及經(jīng)目標反射的回波信號，從而獲得多站接收的時域數(shù)據(jù)。 [0052]步驟2:對各站雙通道的接收數(shù)據(jù)分別計算其傅立葉系數(shù)，從而得到多站接收信號 的頻域數(shù)據(jù)。
[0053] 步驟3:每個觀測站將所獲得的陣列信號頻域數(shù)據(jù)傳輸至中心站，中心站將每個站 傳輸?shù)年嚵行盘枖?shù)據(jù)按照觀測站的順序堆棧排列，以構(gòu)造高維陣列信號頻域數(shù)據(jù)。
[0054] 步驟4:在中心站對轉(zhuǎn)化值頻域的數(shù)據(jù)構(gòu)造高斯最大似然函數(shù)并提取包含回波時 延、多普勒以及直達波時延信息的信息矩陣。
[0055] 步驟5:通過設定網(wǎng)格搜索范圍，并計算地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特 征值。
[0056] 步驟6:通過搜索網(wǎng)格范圍內(nèi)的最大值對應的坐標即可得到對目標的精確定位。
[0057] 所述步驟1中，第1個觀測站的所接收到的信號時域模型為
[0058] ;；(?)= ~) + , 0<l<T
[0059] 其中，4表示外輻射源相對于第1個觀測站的直達路徑時延；t1=(| |Pe-PQ| | + | pi-pQ| | )/c表示外輻射源照射目標并反射至觀測站產(chǎn)生的時延，c表示信號傳播速度，|卜 表示2范數(shù);Pe為外輻射源位置，發(fā)射信號帶寬W，P0為目標位置，速度為V=[Vx，Vy] T;W1(t) 與分別表示均值為0,方差為〇2直達波通道與回波通道的加性平穩(wěn)復高斯白噪聲;fi 表示目標與觀測站之間的多普勒頻率，其包含兩部分，一部分為外輻射源照射至目標時信 號的多普勒頻率，另一部分是反射回波到達觀測站時產(chǎn)生的多普勒頻率，故fl可表示為
[0061] 其中，口1=41，71]7(1 = 1，2，一，〇為具有雙通道的觀測站，一個通道接收來自外 輻射源的直達波信號，一個通道接收來自目標反射的回波信號；
[0062] 所述步驟2中，第1個觀測站的所接收到的信號頻域模型為 N,-/;K叫 hu)」
[0064]其中\(zhòng)(乂）與巧(x) (乂 =n/r，》= ±l，±2:,…)分別表示接收信 號、發(fā)射信號以及噪聲的傅立葉系數(shù)；
[0065] 所述步驟3中，中心站所獲得的高維信號頻域模型為 AF, . wd.
[0066] r, = ^ ' L %」La _
[0067] 其中，
[0069]式中，片表示循環(huán)移位矩陣，其形式如下所示，即將單位陣循環(huán)向下移位floor (Tf〇+l行，其作用是為了表示處于數(shù)據(jù)位置的多普勒頻移;卩將矩陣封安行循環(huán)向下移 位;1^1〇〇1'(了;1；'1)，;1^1〇〇1'(>)表示向下取整。
[0071 ]所述步驟4中，構(gòu)造的高斯最大似然函數(shù)為 L (af'"]
[0072] A^argminY ??- L 1 ~s ^ ? {Bi )
[0073] 經(jīng)過推導簡化，可得到如下形式
[0075]其中屬=(#;T^,爲 [0076]信息矩陣為
[0077] Qc = VVh
[0078] V^AfF^ B^)vl
[0079]所述步驟5中，地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特征值為 [0080] C3 = Amax(Qc)
[00811 注意到Qc的維度為(2N+1) X (2N+1)，且當延長觀測時間時會進一步增加 Qc的維度， 對其特征值分解求特征值極大地增加了運算量?？紤]給定矩陣x，xHx與XXH的非零特征值是 一致的，故可利用這一結(jié)論將C 3變換為
[0082] €3=Anw(a)
[0083] 式中，泛.=FHF ;此時g的維度僅有LXL維且僅與觀測站數(shù)量有關，可極大減小了 運算量。
[0084] 所述步驟6中，通過網(wǎng)格搜索得到代價函數(shù)的最大值對應的坐標即為目標位置的 估計
[0085] 氣=邸gm々3amax(迗)
[0086]外輻射源位置(-3500m，3500m)，發(fā)射信號載頻為fc=109Hz，帶寬為300kHz的高斯 信號，其傳播速度為c = 3X108;目標位置(3200111，3200111)，速度￥=[260，120]\選取5個觀測 站，位置依次分布為（l〇〇〇m，4500m)，（500m, 2000m)，（3000m，5500m)，（4200m, 1500m)和 (5500m, 2500m)，其地理分布如圖4所示。各觀測站對信號觀測時間為lus，采樣頻率為 106Hz，即采樣點數(shù)為1000點。
[0087]圖5給出了一種直接定位網(wǎng)格偽譜圖，該圖中，各站接收直達波信噪比設為30dB， 接收回波信噪比（Signal Noise Ratio,SNR)分別設定為[5(18,0(18,3(18，-5(18,0(18]。可以看 出在目標位置處有明顯的譜峰，通過獲取譜峰對應的坐標即可得到目標位置的估計。
[0088] 圖6比較了直接定位算法與傳統(tǒng)兩步定位算法隨信噪比變化時的性能，其中，兩步 定位算法為，首先利用模糊函數(shù)估計出接收信號的時延與多普勒頻率信息，再利用Taylor 級數(shù)迭代得到目標的位置估計，目標位置初始值設為真實目標位置附加功率為相應信噪比 下2倍克拉美羅界的理論值的隨機高斯噪聲，迭代次數(shù)為10次，其中參考站選擇為站1。直接 定位算法搜索范圍為以目標為中心的范圍為800m的矩形區(qū)域。為了便于對比，設定所有觀 測站的信噪比是一致的并同時變化的，仿真次數(shù)100次。從圖中可以看出，直接定位算法在 低信噪比的條件下定位精度遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的兩步定位算法，并在較高信噪比時可達CRB，主 要是因為，一方面Taylor級數(shù)法是通過忽略高階項近似線性化定位方程實現(xiàn)定位解算的， 在較低信噪比時容易不收斂，從而產(chǎn)生較大誤差；
[0089] 另一方面，信噪比也很大程度上影響了時延與多普勒頻率參數(shù)獲取的精度，參數(shù) 估計的誤差在位置解算時被進一步放大，從而導致兩步定位算法的性能較差。直接定位利 用接收數(shù)據(jù)構(gòu)建最大似然估計器直接實現(xiàn)目標位置的估計，避免了參數(shù)估計與位置解算分 離以及位置解算過程中的近似造成的信息損失，從而有效地提高了定位的估計精度。
[0090] 考慮觀測站數(shù)量對算法性能的影響。在已有觀測站的基礎上再增加數(shù)個觀測站， 其位置坐標為：（500m,3000m)，（5200m,4200m)，（2500m, 1500m)和（3100m,4500m)。圖7反映 了信噪比為-5dB條件下，觀測站依次加入定位系統(tǒng)中時各算法的定位性能比較。從圖中可 以看出，隨著觀測站數(shù)量的增加，定位誤差不斷減小。其中本文算法最優(yōu)，在觀測站數(shù)量達 到7個時能夠達到CRB。
[0091] 考慮不同觀測站接收信號為不同信噪比時對定位性能的影響。表1比較了在各站 為不同信噪比時直接定位算法與兩步定位算法的定位結(jié)果，不同情況的信噪比下誤差取50 次的平均結(jié)果。從表中可以看出，當各站信噪比不同時，相比于Taylor級數(shù)法，直接定位算 法魯棒性更強。由于在Taylor級數(shù)法中選取第1個觀測站為參考站，因此第1個站的接收信 噪比對算法性能的影響較大。反映在表中第3、4組數(shù)據(jù)上，同樣存在兩個站的信噪比為-10dB時，第1站的性噪比對定位精度影響更大，因為此時不同站需要通過參考站獲取時差和 多普勒頻差參數(shù)，而參考站的接收信號質(zhì)量直接影響其余各站參數(shù)的獲取。相反地，直接定 位算法是通過對各站在地理網(wǎng)格中形成的偽譜進行搜索獲取目標位置估計的，如果存在觀 測站的接收數(shù)據(jù)能夠形成譜峰，即可實現(xiàn)定位，故直接定位算法對觀測站具有不同信噪比 的情況具有較好的魯棒性。
[0092] 表1各站具有不同信噪比時不同定位算法性能比較
【主權項】
1. 一種基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在于:該方法包括以 下步驟： 步驟1:對L個觀測站的雙通道接收系統(tǒng)做好時間同步，并根據(jù)Nyquist采樣定理采集外 輻射源的直達波信號以及經(jīng)目標反射的回波信號，從而獲得多站接收的時域數(shù)據(jù)； 步驟2:對各站雙通道的接收數(shù)據(jù)分別計算其傅立葉系數(shù)，從而得到多站接收信號的頻 域數(shù)據(jù)； 步驟3:每個觀測站將所獲得的陣列信號頻域數(shù)據(jù)傳輸至中心站，中心站將每個站傳輸 的陣列信號數(shù)據(jù)按照觀測站的順序堆棧排列，以構(gòu)造高維陣列信號頻域數(shù)據(jù)； 步驟4:在中心站對轉(zhuǎn)化值頻域的數(shù)據(jù)構(gòu)造高斯最大似然函數(shù)并提取包含回波時延、多 普勒以及直達波時延信息的信息矩陣； 步驟5:通過設定網(wǎng)格搜索范圍，并計算地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特征 值； 步驟6:通過搜索網(wǎng)格范圍內(nèi)的最大值對應的坐標即可得到對目標的精確定位。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟1中，第1個觀測站的所接收到的信號時域模型為其中，％表示外輻射源相對于第1個觀測站的直達路徑時延；H = (| Ipe-pol | + | |Pl-p〇 )/c表示外輻射源照射目標并反射至觀測站產(chǎn)生的時延，c表示信號傳播速度，Μ · I I表示 2范數(shù);pe為外輻射源位置，發(fā)射信號帶寬W，pQ為目標位置，速度為v=[ Vx，vy]T;W1(t)與 % 分別表示均值為〇，方差為σ2直達波通道與回波通道的加性平穩(wěn)復高斯白噪聲；心表 示目標與觀測站之間的多普勒頻率，其包含兩部分，一部分為外輻射源照射至目標時信號 的多普勒頻率，另一部分是反射回波到達觀測站時產(chǎn)生的多普勒頻率，故fi可表示為其中，口1=[11，71]'1 = 1，2，~丄)為具有雙通道的觀測站，一個通道接收來自外輻射源 的直達波信號，一個通道接收來自目標反射的回波信號。3. 根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟2中，第1個觀測站的所接收到的信號頻域模型為其中4U)，.?U),~UPAU) U='i/7>=土丨，±2,…)分別表示接收信號、 發(fā)射信號以及噪聲的傅立葉系數(shù)。4. 根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟3中，中心站所獲得的高維信號頻域模型為式中，€表示循環(huán)移位矩陣，其形式如下所示，即將單位陣循環(huán)向下移位flooHTfO+l 行，其作用是為了表示處于數(shù)據(jù)位置的多普勒頻移;##即將矩陣封安行循環(huán)向下移位floor (Tfi)，floor( ·)表示向下取整，5.根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟4中，構(gòu)造的高斯最大似然函數(shù)為經(jīng)過推導簡化，可得到如下形式6. 根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟5中，地理網(wǎng)格點上數(shù)據(jù)信息矩陣對應的最大特征值為C 3 = Amax(Q。），Q。的維度 為（2N+1) X (2N+1)，且當延長觀測時間時會進一步增加 Qc的維度，對其特征值分解求特征 值極大地增加了運算量;考慮給定矩陣X，XHX與XX H的非零特征值是一致的，故可利用這一結(jié) 論將C3變換為7. 根據(jù)權利要求1所述的基于外輻射源時延和多普勒頻率的直接定位方法，其特征在 于:所述步驟6中，通過網(wǎng)格搜索得到代價函數(shù)的最大值對應的坐標即為目標位置的估計
【文檔編號】G01S13/06GK105929389SQ201610255158
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】于宏毅, 吳瑛, 王云龍, 王鼎, 楊賓, 張莉, 唐濤, 吳江, 翟永惠
【申請人】中國人民解放軍信息工程大學