[发明专利]一种地面入侵目标的快速定位方法及系统

说明书

本发明属于地震定位技术，具体地涉及一种地面入侵目标的快速定位方法及系统，该方法包括：在警戒区域内按照矩阵排列至少一个等边长正方形震动区域；判断震点所出现的震动区域；若震点出现在矩阵排列至少一个等边长正方形震动区域内，则获取震点所出现的震动区域四个顶点的地震波信号振幅，找到最大地震波信号振幅出现的顶点，并以最大地震波信号振幅出现的顶点位置为基点，将该震动区域的二分之一边长作为第一定位边长，占用震动区域的四分之一面积作为第一定位范围。本发明实现入侵目标定位可提高定位效率，分区块定位的方式也解决可能出现TDOA定位方程无解的情况。而且在一定范围内可以提高地面入侵目标震动定位的精度。

技术领域

本发明属于地震定位技术，具体地涉及一种地面入侵目标的快速定位方法及系统。

背景技术

地面震动定位系统在多个领域都有重要的应用，尤其是在军事上。基于这种无源被动式的检测诞生了地面战场传感器，这种传感器可以监测目标产生的地震动信号，进而完成防止他人入侵、目标定位、搜索等任务。这种防入侵方式运用到需要监测的区域可以大大节省人力、物力。在一些其他领域，如银行金库、监狱甚至家庭住宅等需要监控管理的场合，这种防入侵方式也是切实有效的。对震动目标的定位主要由两部分组成：一是地震波初至拾取；二是根据相应定位算法实现定位。

常见的初至波提取的方式有：时窗能量比法，时窗振幅比方法，这类方法的拾取效率相对较高，但时窗长度对拾取精度的影响较大。相关类方法提取低信噪比的弱信号效果较好。AIC方法受时窗影响较大，但在已知初至大致位置时具有较高精度。

目前常用无源定位方法主要包括：基于目标信号到达时间的定位方法(TOA)、基于目标信号到达角度法(AOA)和基于目标信号到达时间差法(TDOA)。

TOA的精度直接取决于信号到达时间的精度，对各个传感器通道响应的时间同步性要求很高，易受误差影响；AOA由于受到多路径效应、角度分辨率以及噪声等因素的影响，在平面定位应用中定位效果较差，因此该方法多用于空间立体定位；TDOA通过测量被测信号传播到多个信号采集节点的时间差来获取目标的位置，该方法由于只需要节点间的时间同步而不要求目标和节点始终精确同步，在同一测试环境下利用不同节点所测得的地震波到达时间差进行定位，可以有效抑制环境中相同干扰因素对定位产生的影响。故多数定位系统常采用TDOA作为定位方法。传统的震动定位系统中多采用TDOA定位算法进而实现定位，当所用采集站数量过多时会出现定位效率不高，同时在解TDOA方程组的过程中会出现方程无解的情况。

如何在保证定位精度与整体方法可靠性的同时，提高定位效率实现对入侵目标的实时定位是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种地面入侵目标的快速定位方法及系统，解决相关技术领域中存在的定位效率低以及精度差的问题。

本发明是这样实现的，

一种地面入侵目标的快速定位方法，该方法包括：

在警戒区域内按照矩阵排列至少一个等边长正方形震动区域；

判断震点所出现的震动区域；

若震点出现在矩阵排列至少一个等边长正方形震动区域内，则获取震点所出现的震动区域四个顶点的地震波信号振幅，找到最大地震波信号振幅出现的顶点，并以最大地震波信号振幅出现的顶点位置为基点，将该震动区域的二分之一边长作为第一定位边长，占用震动区域的四分之一面积作为第一定位范围。

进一步地，最大地震波信号振幅出现的顶点与第一震动区域的中心点的连线确定为分界线将第一定位范围分为等面积的第一侧面与第二侧面作为第二定位范围；

比较震动区域中最大地震波信号振幅出现的顶点相邻的两个顶点处地震波信号幅值最大值的到时；

根据到时最短顶点所在侧，确定震点位于第一侧面或第二侧面；