[发明专利]一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源一步定位法

说明书

本发明涉及一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源一步定位法。首先基于短波天波信号传播原理，建立到达信号关于短波远程辐射源位置函数的数学模型，然后基于傅里叶变换技术将广域分布式单天线接收数据转化为频域数据，并利用电离层高度测量初始值以及最大似然估计准则建立短波远程辐射源位置和电离层高度的数学函数模型，最后基于粒子滤波或迭代等优化算法一步获得短波远程辐射源位置信息。本发明无需另建大型阵列接收站，只需在现有广域分布式短波网的基础上，通过单通道接收和算法软件更新，即可实现短波远程辐射源高精度一步定位，算法性能可靠，在民用短波无线电管理和军用短波无线电侦测等领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及短波无线电辐射源远距离定位领域，具体涉及一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源一步定位法。

背景技术

短波电磁波利用电离层折射效应可实现远距离通信、广播和雷达等领域有广泛的应用，在国民经济、政府工作、政治外交、国家安全和现代军事等领域发挥的作用越来越大。正常情况下，无线电频谱和发射设备使用，需要经过无线电管理部门的核准认可，必须符合相关法律规定的要求，不得随意使用。然而，一方面，经过长期的短波无线电技术的发展，短波波段的频谱占有率越来越高，密度越来越大，致使频谱供需之间的矛盾原来越严重。更有甚者，不是所有单位或个人都完全遵守相关规则，受利益的驱动，有的单位或个人随意使用国家不允许无偿使用的频率从事无线电业务，对合法用户的正常无线电业务造成干扰，导致空中无线电波秩序混乱，严重威胁着民航、高铁、政府、外交、反恐、国安和国防等重要用频部门的安全。非法用频的行为给正常合法用频者带来了严重危害，甚至给国家安全带来了严重隐患。为了保障国家安全，维护国家重大利益，确保短波电磁空间安全，保护短波无线电管制区重要无线电设备正常使用，对短波无线电频谱进行监测、定位、取证和管制，对打击非法短波频谱应用，具有极其重要的意义。为了达到对无线电频谱和设备管制的目标，对短波无线电频谱进行监测并及时高精度定位是首要条件。

目前，短波无线电辐射源定位方法主要有基于阵列的单站测向定位和基于多单站的测向交汇定位法，但是由于短波波段的波长较长，基于阵列天线测向定位技术需要大型接收天线阵，不仅技术复杂，对接收站环境要求高，而且其建站、应用和维护成本高昂。另外，现有的无线电信号定位方法都是基于“两步估计法”，即第一步先从信号数据中提取方位、时延差、多普勒等定位参数，第二步再基于这些参数解出短波远程辐射源的位置。虽然“两步估计法”定位方法在现代定位系统中已被广泛应用，但定位精度不高，不能满足现代无线电定位精度要求，于是有人提出了“一步定位法”，其基本思想是从信号采集数据域直接估计出短波远程辐射源的位置信息，而无需估计其它中间定位参数。为了提高短波辐射源远程高定位精度，本发明提出了一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源一步定位法。该方法无需另建大型阵列接收站，只需在现有分布式短波网的基础上，通过单通道接收和算法软件更新，即可实现对短波远程辐射源进行高精度一步定位，算法性能可靠，在民用短波无线电管理和军用短波无线电侦测等领域具有重要的应用价值。

发明内容

针对现有普遍流行短波远程辐射源定位技术中的不足，本发明提供了一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源定位方法，借鉴“一步定位法”解决短波远程辐射源的高精度定位问题。与传统的针对短波远程辐射源的多站测向交汇定位法相比，本发明无需另建大型阵列接收站，只需在现有分布式短波网的基础上，通过单通道接收和算法软件更新，即可实现短波远程辐射源高精度一步定位，算法性能可靠，并且可以在电离层高度先验测量值的基础上，进一步提高电离层高度的估计精度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于广域分布式单天线接收的短波远程辐射源一步定位法，其特征在于，确定一个广域分布式单天线短波监测主站以及广域分布式单天线短波监测分站，包括以下步骤：

步骤1：对N个广域分布式单天线短波监测站接收系统分别进行时频同步，并采集外界短波远程辐射源的天波传播信号，获取信号时域系列数据；