[发明专利]一种测向方法、测向装置和测向系统

说明书

本发明公开一种测向方法、测向装置和测向系统。本发明的测向系统包括：测向阵列、存储器和处理器；本发明的测向装置包括：接收单元、提取单元和测向单元；本发明的测向方法包括：获取接收信号，所述接收信号为利用测向阵列接收到的信号；提取所述接收信号的特征矢量，所述特征矢量为所述接收信号的协方差矩阵在其信号子空间的投影的归一化矢量；将所述特征矢量输入至预先训练好的支持向量机SVM模型，得到所述接收信号对应的辐射源类别，所述辐射源类别关联所述辐射源的方向。本发明的技术方案能够避免位置误差对测向阵列测向精度的影响，有效提高测向精度。

技术领域

本发明涉及测向技术领域，尤其涉及一种测向方法、测向装置和测向系统。

背景技术

传统测向方法的发展基于天线结构和电路的改进设计，以使得测向尽可能简单，传统测向方法着重于在天线信号和来波方向之间建立起一种简单的数学关系，这种关系在很大程度上独立于频率、极化和环境。而随着数字信号处理技术的发展，新的测向方法成为可能。通过使用高速信号处理芯片，对天线信号和来波方向之间建立起一种独立于频率的简单数学关系的要求不再成为必须，即使是高度复杂的数学关系也能在合理的短时间内完成测向计算，或通过适当的搜索途径快速、经济地完成处理。阵列处理方法甚至可以用有限孔径的天线阵分辨几个来自不同方向的信号。

阵列处理方法中，多信号分类(Multiple Signal Classification，MUSIC)算法因其原理简单、具备超分辨能力等因素在工程中得到广泛应用。MUSIC算法的运用过程中，需对阵列天线的阵列流形做出准确的估计，方可实现精确测向。在一些应用场合，由于工艺或制造因素，不可避免地存在天线单元的位置误差，若忽略这些误差仍采用理想的设计阵列流程进行测向，很可能造成较大的测向误差。

发明内容

本发明提供了一种测向方法、测向装置和测向系统，以至少部分解决上述问题。

第一方面，本发明提供了一种测向方法，包括：获取接收信号，所述接收信号为利用测向阵列接收到的信号；提取所述接收信号的特征矢量，所述特征矢量为所述接收信号的协方差矩阵在其信号子空间的投影的归一化矢量；将所述特征矢量输入至预先训练好的支持向量机SVM模型，得到所述接收信号对应的辐射源类别，所述辐射源类别关联所述辐射源的方向。

第二方面，本发明提供了一种测向装置，包括：接收单元，用于获取接收信号，所述接收信号为利用测向阵列接收到的信号；提取单元，用于提取所述接收信号的特征矢量，所述特征矢量为所述接收信号的协方差矩阵在其信号子空间的投影的归一化矢量；测向单元，用于将所述特征矢量输入至预先训练好的支持向量机SVM模型，得到所述接收信号对应的辐射源类别，所述辐射源类别关联所述辐射源的方向。

第三方面，本发明提供了一种测向系统，包括：测向阵列，接收辐射源辐射的信号并发送给处理器；存储器，存储计算机可执行指令；处理器，所述计算机可执行指令在被执行时，使所述处理器执行测向方法。

第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被测向系统的处理器执行时实现测向方法。

本发明针对测向阵列的天线单元存在位置误差的情况，对测向阵列接收到的信号进行特征提取，提取出更能反映信号内在特征，同时尺寸不至于过大的特征矢量作为SVM模型的输入，利用SVM模型在高维空间的分类能力实现精确测向，避免位置误差对测向阵列测向精度的影响。

附图说明

图1为本发明实施例示出的测向方法流程图；

图2为本发明实施例示出的测向阵列示意图；

图3为本发明实施例示出的在信噪比为20dB的情况下，基于SVM测向方法的测向误差与基于MUSIC测向方法的测向误差对比示意图；