[发明专利]一种基于无人机集群的无源定位方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于无人机集群的无源定位方法及系统，属于无人机预警探测领域，方法包括：对正n边形无人机集群侦测到的电磁波幅度进行图傅里叶变换获取图谱；当图谱特征不满足第一判断依据时，将无人机集群阵面绕自转轴自转，同时实时测量电磁波幅度更新图谱，直至图谱特征满足第一判断依据停止自转；判断图谱特征是否满足第二判断依据，若不满足第二判断依据，则将无人机集群绕过阵面中心的翻转轴翻转，同时实时测量电磁波幅度更新图谱，直至图谱特征满足第二判断依据停止翻转；做过无人机集群阵面中心的阵面法线，所述阵面法线与地面的交点为目标辐射源的位置；本发明实现了基于无人机集群对地面辐射源目标的无源定位。

技术领域

本发明属于无人机预警探测领域，更具体地，涉及一种基于无人机集群的无源定位方法及系统。

背景技术

雷达是目前多数来袭平台和武器系统使用的主要探测设备，在电子对抗侦察中，对雷达辐射源目标的定位是重要的侦察内容，也是对雷达目标进一步侦察、干扰和毁伤的先决条件。无人机由于载荷负重较小等原因，无法携带激光、雷达等昂贵设备定位装备，一般在执行侦察任务中对目标辐射源进行无源定位。这种情况下只能通过空间位置信息，运用空间几何的方式计算进行定位，定位时间较长，高精度定位难度较大。而当前提升无人机集群对雷达辐射源的无源定位精度是重要的课题。

专利文献“一种基于无人机集群组网平台的无源定位优化布站方法”，申请号201910969856.2，构建三无人机集群组网平台的典型正三角形结构，进而构建数学模型分选混杂信号，研究定位误差提出最佳定位点。但是对大规模无人机群的群信号处理问题有待继续研究。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于无人机集群的无源定位方法及系统，目的在于提升无人机集群对雷达辐射源的无源定位精度的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于无人机集群的无源定位方法，包括以下步骤：

（1）对正n边形无人机集群侦测到的电磁波幅度进行图傅里叶变换获取图谱；

（2）当图谱特征不满足第一判断依据时，将无人机集群阵面绕自转轴自转，同时实时测量电磁波幅度更新图谱，直至图谱特征满足第一判断依据停止自转；否则，转至步骤（3）；

（3）判断图谱特征是否满足第二判断依据，若不满足第二判断依据，则无人机集群绕过阵面中心的翻转轴翻转，同时实时测量电磁波幅度更新图谱，直至图谱特征满足第二判断依据停止翻转；否则，转至步骤（4）；

（4）做过无人机集群阵面中心的阵面法线，所述阵面法线与地面的交点为目标辐射源的位置；

其中，所述第一判断依据为图谱中特殊基谱线高度为0；所述第二判断依据为图谱中直流分量谱线高度基占比为100%；所述直流分量谱线高度为第一特征向量在图谱中对应的谱线高度；所述第一特征向量为所述图谱拉普拉斯矩阵的元素全为1的特征向量；所述特殊基谱线高度为第n-1个特征向量在图谱中对应的谱线高度；第n-1个特征向量为图谱拉普拉斯矩阵的元素1和-1相间的特征向量；

其中，地面向无人机集群阵面所在平面做垂线，垂足与阵面中心的连线轴为竖直轴；所述翻转轴为在无人机集群阵面上与竖直轴垂直，且过阵面中心的轴线；垂直轴为垂直于竖直轴和翻转轴的轴线。

进一步优选地，图谱的建立方法为：

将无人机集群设置为正n边形分布，无人机视为图信号的节点，无人机之间的通信互联作为图信号的无向边，且将无人机侦测到的电磁波幅度作为信号f，构建正n边形无人机集群的图信号；

采用图傅里叶变换获取图谱；

图谱表达式为：