[发明专利]一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法和装置

权利要求书

1.一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于五元阵接收天线的位置确定求解基线并作为阵元通道，确定阵元通道之间的相位差信息；设定目标阵元到五元阵各接收天线的距离；

根据阵元通道之间的相位差信息以及设定的目标阵元到五元阵各接收天线的距离构建求解目标信号源的方位角与俯仰角的目标函数；

求解所述目标函数获得目标信号源的方位角与俯仰角。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法，其特征在于，构建的目标函数如下：

其中α,β为待估计的目标信号源的方位角与俯仰角，表示五元阵中第i个阵元通道与第j个阵元通道信号中提取的相位差信息；下标i和j代表对应的阵元通道数,λ五元阵侦查系统工作信号的波长，r₁₂＝r₁-r₂，r₂₃＝r₂-r₃，r₃₄＝r₃-r₄,r₄₅＝r₄-r₅,r₅₁＝r₅-r₁；其中r₁、r₂、r₃、r₄和r₅为目标阵元到五元阵各接收天线的设定距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法，其特征在于，

其中(x_i,y_i)为对应阵元接收天线编号的位置，i＝1,2,3,4,5；r₀为设定距离参数值。

4.根据权利要求2所述的一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法，其特征在于，采用遗传算法求解目标函数，具体方法包括如下步骤：

(1)设定求解所需要的参数，包括参考通道的下标、最大遗传的代数、种群的大小、个体的长度、代沟的概率、交叉的概率、变异的概率、遗传迭代的次数，初始化种群；

(2)根据确定的适应度函数计算适应度函数值；

(3)进行选择、交叉、变异；

(4)如果遗传计算次数小于给定的次数，转入步骤(2)，计算新的最优种群，直至满足指定的计算次数；转入步骤(5)；

(4)选择最优输出，得到待求解的目标信号源的方位角和俯仰角信息如下：

azi＝α×180/π

pit＝β×180/π

其中azi为目标信号原的方位角；pit为目标信号源的俯仰角。

5.根据权利要求4所述的一种基于改进遗传算法的五元阵定位方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(4)之前还包括非线性优化步骤：将(2)中得到的最优适应度对应的种群作为为非线性估计函数fmincon的迭代初始值，以此来寻找局部次优值附近的最优值，得到全局最优点，作为参数估计的最优值，并把得到的最优值插入到原来的种群中，替代原来适应度最差的种群。

6.一种基于改进遗传算法的五元阵定位装置，其特征在于包括：

系统初始化模块、目标函数构建模块和目标函数求解模块；

所述系统初始化模块，用于基于五元阵接收天线的位置确定求解基线并作为阵元通道，确定阵元通道之间的相位差信息；设定目标阵元到五元阵各接收天线的距离；

所述目标函数构建模块，用于根据阵元通道之间的相位差信息以及设定的目标阵元到五元阵各接收天线的距离构建求解目标信号源的方位角与俯仰角的目标函数；

所述目标函数求解模块，用于求解所述目标函数获得目标信号源的方位角与俯仰角。