[发明专利]基于神经网络的短波单站定位结果纠偏方法

说明书

本发明提供一种基于神经网络的短波单站定位结果纠偏方法。该方法包括：在目标源所在区域分时放置D个经纬度真实值已知的短波校正源；利用观测站对第d个校正源发射的短波信号进行接收，并且通过多重信号分类算法联合估计第d个校正源信号的到达方位角和到达仰角；根据第d个校正源信号的到达方位角和到达仰角，以及电离层虚高，通过牛顿迭代法对第d个校正源的经纬度进行估计；利用D个校正源的经纬度估计值和经纬度真实值训练多层前馈神经网络；利用相同方法得到目标源的经纬度估计值并输入到训练好的多层前馈神经网络中，多层前馈神经网络的输出值即为目标源的最终经纬度值。本发明可消除由电离层虚高误差引起的偏差，提高短波单站定位精度。

技术领域

本发明涉及一种短波单站定位技术领域，特别是针对电离层虚高误差存在的定位场景，提供了一种基于神经网络的短波单站定位结果纠偏方法。

背景技术

众所周知，无线信号定位技术广泛应用于通信、雷达、目标监测、导航遥测、地震勘测、射电天文、紧急救助、安全管理等领域，其在工业生产和军事应用中都发挥着重要作用。对目标进行定位(即位置参数估计)可以使用雷达、激光、声纳等有源设备来完成，该类技术称为有源定位技术，它具有全天候、高精度等优点。然而，有源定位系统通常需要依靠发射大功率电磁信号来实现，因此极易暴露自己的位置，容易被对方发现，从而遭到对方电子干扰的影响，导致定位性能急剧恶化，甚至会危及系统自身的安全性和可靠性。

目标定位还可以利用目标(主动)辐射或者(被动)散射的无线电信号来实现，该类技术称为无源定位技术，它是指在观测站不主动发射电磁信号的情况下，通过接收目标辐射或者散射的无线电信号来估计目标位置参数。与有源定位系统相比，无源定位系统具有不主动发射电磁信号、生存能力强、侦察作用距离远等优点，从而得到国内外学者的广泛关注和深入研究。无源定位系统根据观测站数目可以划分为单站无源定位系统和多站无源定位系统两大类，其中单站定位系统具有灵活性高、机动性强、系统简洁以及无需站间通信和同步等优点。

在现有的单站无源定位体制中，短波单站定位是应用较为广泛的一类定位方法，该方法主要针对短波辐射源信号进行定位。其基本原理是利用单个观测站测得短波信号的方位角和仰角以及电离层虚高参数对短波辐射源进行定位。然而，在实际应用中电离层虚高参数是通过有源探测所获得，因此人们很难准确获得此参数，只能得到其近似估计值。不幸的是，电离层虚高误差会导致短波辐射源的定位结果产生较大偏差，要想取得较高的定位精度必须要对此偏差进行纠正，这是需要重点解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，针对电离层虚高误差存在的应用场景下，本发明将提出一种基于神经网络的短波单站定位结果纠偏方法。

本发明提供的基于神经网络的短波单站定位结果纠偏方法，主要包括以下步骤：

步骤1、在目标源所在区域分时放置D个经纬度真实值已知的短波校正源；

步骤2、利用观测站对第d个校正源发射的短波信号进行接收，并且通过多重信号分类算法联合估计第d个校正源信号的到达方位角和到达仰角，1≤d≤D；

步骤3、根据所述第d个校正源信号的到达方位角和到达仰角，以及预先获得的电离层虚高，通过牛顿迭代法对第d个校正源的经纬度进行估计，得到第d个校正源的经纬度估计值；

步骤4、利用D个校正源的经纬度估计值和D个校正源的经纬度真实值训练多层前馈神经网络；

步骤5、利用观测站对目标源辐射的短波信号进行接收，并且通过多重信号分类算法联合估计目标源信号的到达方位角和到达仰角；

步骤6、根据所述目标源信号的到达方位角和到达仰角，以及所述电离层虚高，通过牛顿迭代法对目标源的经纬度进行估计，得到目标源的经纬度估计值；

步骤7、将目标源的经纬度估计值输入到训练好的多层前馈神经网络中，所述多层前馈神经网络的输出值即为目标源的最终经纬度值。