[发明专利]一种超视距辐射源直接定位模型的性能分析方法

权利要求书

1.一种超视距辐射源直接定位模型的性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、超视距辐射源定位系统的数学建模；

步骤2、入射角参量的费舍尔矩阵计算；

步骤3、辐射源位置参量的克拉美罗界计算；

所述步骤1具体为：

假设地球为一半径为r的理想球体，球面上存在单一目标辐射源；定位系统共配置有L个基站，每个基站包含一个具有M个天线单元的均匀线阵；令代表球坐标系下辐射源的位置，其中上标s代表球坐标系，下标t代表目标，θ_t代表目标的俯仰角，代表目标的方位角；n_l(k)代表功率为的加性高斯白噪声矢量，其中k代表第k个快拍，下标n代表噪声；s_l(k)代表入射信号，则第l个基站的接收数据表示为：

其中

表示阵列的导向矢量，d为阵元间距，λ为入射信号波长；对于各基站阵列，规定指向北极点方向为0°方向，阵面相对于0°方向的顺时针偏角由α_l表示；令表示球坐标系下各基站位置，其中上标s代表球坐标系，下标l代表第l个基站，θ_l代表基站l的俯仰角，代表基站l的方位角；入射信号与阵面夹角记为ψ_l，其与的关系由下式给出：

其中

u′_0,l＝P_Uu_0,l u′_t,l＝P_Uu_t,l

P_U＝U(U^HU)^-1U^H

为北极点坐标；和分别为直角坐标系下辐射源位置和基站位置坐标，其中上标c代表直角坐标系；和为过的球面切平面xx_l+yy_l+zz_l＝r²上不与共线的任意两点。

2.根据权利要求1所述的一种超视距辐射源直接定位模型的性能分析方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

入射信号与阵面夹角ψ_l的费舍尔矩阵具有如下形式：

F＝diag[f₁(ψ₁) f₂(ψ₂) … f_L(ψ_L)]

其中

下标s和下标n用以区分信号和噪声，表示信号功率，I表示单位矩阵，K代表快拍总数，a_l(ψ_l)代表以入射角参量为自变量的阵列导向矢量。

3.根据权利要求2所述的一种超视距辐射源直接定位模型的性能分析方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

入射信号与阵面夹角ψ_l的费舍尔矩阵F与辐射源位置参量的克拉美罗界矩阵C有如下关系：

C＝(GFG^H)^-1

其中G代表角度参量与位置参量的转换矩阵，其表达式为：

取C的对角线元素即得到辐射源位置参量的估计误差下限。