[发明专利]一种基于单站的目标被动定位方法

权利要求书

1.一种基于单站的目标被动定位方法，其特征包括系统整体框架，具体如下：

步骤一、首先利用Wi-Fi接收机的多天线组成阵列天线以及扩展天线获取信号，并估计出直达信号及目标反射信号的波达角及到达时间；

1a、利用多天线Wi-Fi接收机的部分接收天线组成天线间距为半波长的阵列天线，利用馈线将接收机其中一根天线延伸到另一已知空间位置组成扩展天线；

1b、对于阵列天线，第l条传播路径，l∈{G_D∪G_R}，G_R为反射路径集合，G_D为直射路径集合，第i根天线、第k个子载波接收的真实信道状态信息(Channel State Information,CSI)信号为

其中，α_l为衰减，τ_l为到达时间，θ_l为信号波达角，f_c为中心频率，f_k＝f_c+(k-1)Δf为第k个子载波的频率，Δf为两个子载波之间的频率间隔，λ_b和λ_o分别为由分组检测时延和采样频率偏移引起的时延，e^-j2πβ为由中心频率偏移引起的相位偏移，为噪声；

1c、对于扩展天线，第l条传播路径，第k个子载波接收的真实CSI信号为

其中，α′_l为衰减，为噪声；

1d、利用多重信号分类算法估计出直达信号到达阵列天线的到达时间直达信号到达扩展天线的到达时间及直达信号到达阵列天线的波达角目标反射信号到达阵列天线的到达时间目标反射信号到达阵列天线的波达角

步骤二、利用估计出的直达信号波达角以及到达阵列和扩展天线的时间，构建约束方程：

其中||·||₂为二范数操作符，l_T＝[x_t,y_t]为发射机的坐标，l_A＝[x_a,y_a]为接收阵列的位置，l_E＝[x_e,y_e]为扩展天线的位置，Δτ为收发两端未同步引入的时间误差，ε_TA和ε_TE为直达信号到达时间估计误差，直达信号波达角估计误差，c为光速；

步骤三、基于构建的约束方程估计出信号发射端的位置：

其中

步骤四、基于估计出的发射机位置、目标反射信号的波达角以及达到接收阵列的时间，构建约束方程：

其中ε_TRA为反射信号到达时间估计误差，ε_θ为反射信号波达角估计误差；

步骤五、基于构建的约束方程，计算出目标位置，实现目标被动定位：

其中