[发明专利]一种固定场所信源定位系统、方法及应用

说明书

本发明公开了一种获取固定场所频谱态势的系统，包括用于对测定场所当前环境的频谱数据进行时域采样获得各位置频谱信号的无线电监测模块、将频谱信号进行处理得到信源位置的频谱态势测控模块和用于显示测定场所当前环境的频谱态势分布图的显示模块。本发明还公开了应用上述系统获取信源位置的方法及进行异常信号定位的方法。本发明提供的一种固定场所信源定位系统、方法及应用的优点在于：通过设置阵列天线能够实时获取固定场所内的信源分布情况，确保及时发现异常信源并进行准确定位；提高了保障信息安全的能力，具有良好的推广前景。

技术领域

本发明涉及无线电信号发现与定位技术领域，尤其涉及一种固定场所信源定位系统、方法及应用。

背景技术

随着信息传播技术和设备的发展，对信息安全的保障工作产生了巨大的挑战，对于考场、重大会议的会场以及监狱等需要进行信息管控的场所，目前主要依靠安检设备来进行信息管控，但是随着技术的发展，有些信息收发设备是能够躲过安检设备的，因此仅通过入场的检查已经不能满足信息安全的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够获取固定场所内信源分布情况的系统以及该系统的定位方法和应用方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种固定场所信源定位系统，包括无线电监测模块、频谱态势测控模块和显示模块；

所述无线电监测模块用于对测定场所当前环境的频谱数据进行时域采样获得各位置的频谱信号，并将获得的频谱信号及位置信息传送至频谱态势测控模块；

所述频谱态势测控模块将获得的频谱信号进行处理得到该测定场所内的所有信源的位置；

所述显示模块的信号输入端与频谱态势测控模块的信号输出端通信连接，所述频谱显示模块能够显示测定场所当前环境所有信源位置。

优选地，将测定场所进行二维网格划分，所述无线电监测模块包括设置于网格节点处的阵列天线和USRP；所述阵列天线的信号输出端分别与USRP的信号输入端连接，USRP的信号输出端与频谱态势测控模块的信号输入端通信连接，所述阵列天线对其所在位置的频谱信号进行时域采样并将频谱信号和所在位置传输给USRP。

优选地，所述显示模块是网页、电脑软件或手机APP中的至少一种。

本发明还提供了所述固定场所信源定位系统进行定位的方法，包括以下步骤：

步骤1：采集测定场所内各位置的频谱信号；

步骤2：利用各位置频谱信号计算测定场所内信源位置；

步骤3：通过显示模块显示测定场所内信源位置。

优选地，步骤2所述的定位算法如下：

假设含有M个阵列天线的固定场所内有K个发出频谱信号的信源，且K＜M，则接收信号为：

x(t)＝As(t)+e(t) (1)

上式中，s(t)为在一定参考节点测量的K×1维源信号矢量；e(t)是高斯白噪声；A为M×K维方向矩阵；

其中，θ_k是DOA估计值，a(θ_k)是方向矢量，假设辐射源数目小于阵列天线数目，且辐射方向均不相同，即具有列满秩，源信号和噪声均独立的高斯分布，且

其中，δt,s表示冲激函数，t，s均代表采样时刻；

接收数据向量的协方差矩阵为