[发明专利]基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法

说明书

本发明公开基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法，建立短波校正源地理坐标与其辐射信号到达观测站二维波达方向的代数关系式，获得关于短波校正源地理坐标空域位置谱；采集各短波校正源地理坐标空域位置谱主峰附近的数值，并以此构造地理坐标空域位置谱矩阵，训练径向基神经网络；建立短波目标源的地理坐标与其辐射信号到达观测站二维波达方向的代数关系式，获得关于短波目标源地理坐标空域位置谱；最后采集短波目标源地理坐标空域位置谱主峰附近的数值，将此地理坐标空域位置谱矩阵输入到径向基神经网络中，得出短波目标源地理坐标的最终估计值。本发明可有效补偿由电离层虚高误差和电离层倾斜角偏差引起的定位偏差。

技术领域

本发明属于目标辐射源定位技术领域，尤其涉及一种基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法。

背景技术

众所周知，目标辐射源定位技术已广泛应用于通信、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，其在工业生产与军事应用中都发挥着重要作用。目标辐射源定位技术是指在观测站(也称传感器)不主动发射电磁信号的情况下，通过接收目标辐射的无线信号来确定目标位置参数(有时也包括速度参数)。该类技术属于无源定位范畴，由于其系统并不主动发射电磁信号，因此具有生存能力强、侦察作用距离远等优势。依据观测站的个数进行划分可以将辐射源定位系统分成单站定位系统和多站定位系统两大类，其中单站定位系统具有灵活度高、机动性强、系统简洁以及无需站间通信与同步等优点，本专利主要涉及单站无源定位体制。

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，该方法主要是针对超视距短波目标源进行定位。其基本原理是利用单个观测站测得的信号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的，因此难免会存在一定的偏差，除此以外，电离层倾斜角也会对方位角估计产生一定偏差。不难想象，无论是电离层虚高误差还是电离层倾斜角偏差都会对短波单站定位产生较大的影响。

另一方面，传统的无源定位技术大多采用两步估计方式，即首先从接收信号中提取出用于定位的相关参数(主要包括空域、时域、频域以及能量域等参量)，然后利用这些中间参数确定目标位置参数或者速度参数。虽然这种两步定位模式在现代无源定位系统中被广泛使用，但以色列学者A.J.Weiss和A.Amar却指出了其中所存在的诸多缺点，并提出了直接定位的思想(Amar A,Weiss A J.Localization of narrowband radio emitters basedon Doppler frequency shifts[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2008,56(11):5500-5508.)(Weiss A J.Direct geolocation of wideband emitters based ondelay and Doppler[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2011,59(6):2513-5520.)，其基本理念是从信号采集的数据域中直接估计目标的位置参数，而无需估计其它中间定位参数。显然，这种直接定位体制同样适用于短波单站定位场景中。不幸的是，短波单站直接定位方法仍然会受到电离层虚高误差和电离层倾斜角偏差的影响，从而会产生较大的定位偏差。针对此问题，本专利通过利用短波目标源附近区域的短波校正源信息，提出了一种基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法，可以大幅提升短波单站直接定位精度。

发明内容

本发明针对现有单站无源定位方法中短波单站直接定位方法受到电离层虚高误差和电离层倾斜角偏差的影响，从而会产生较大的定位偏差的问题，提出一种基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法，包括：

步骤1：在短波目标源所在空域位置所在区域分时放置N个地理坐标精确已知的短波校正源；