[发明专利]一种非视距环境下测试区域外辐射源单站定位方法

说明书

本发明公开了一种非视距环境下测试区域外辐射源单站定位装置及方法，所述装置包括：基于构建的电波传播模型，完成电磁计算样本的收集，即确定测试区域与接收机点位，之后改变辐射源的位置，对接收机点位的电场强度进行多次电磁计算，记录辐射源的位置、功率及各接收机点位的电场强度；信号采集模块，用于完成测试区域内各接收机点位的电场强度数据的实测；数据传输模块，用于将信号采集模块采集到的信息传输到数据处理模块；数据处理模块，用于进行实际环境卫星云图的建立与辐射源参数信息的存储，并对信号采集模块采集到的信息进行处理，非视距环境下的测试区域外辐射源单站定位。本发明降低了对测试区域面积的需求，有效减小了实测数据不足对辐射源定位精度的影响。

技术领域

本发明涉及辐射源定位，特别是涉及一种非视距环境下测试区域外辐射源单站定位方法。

背景技术

随着电子设备越来越广泛的应用，实际环境中的辐射源变多，这些辐射源向外发射信号作用于实际环境，使得区域电磁环境日益复杂。辐射源的增多可能会对生产生活带来不良影响，例如，未经许可使用的“黑电台”会造成信号之间的相互干扰最终导致通信质量下降，一些大功率发射设备向外发射的信号可能会对其他电子设备产生干扰，使其性能降级甚至损坏。因此亟需开展辐射源定位方法研究。但在城市环境下进行辐射源定位存在以下难点：1.城市环境是一个典型的非视距环境，所谓非视距环境，即是环境中存在大量障碍物，如高楼、人群、树木等，在这种环境下辐射源发射的电磁波不是按照自由空间的电波传播模型进行传播，而是在环境中不断发生反射、折射，导致最终设置的接收机接收到的信号参数可信度变差；2.在实际条件下并不能对实际环境中所有位置的发射信号进行接收，只能在有限区域及有限点位进行辐射源信号的采集，在这种测试条件下，可能会出现辐射源位于测试区域之外的情况。当辐射源在测试区域外，则说明只能接收到辐射源某个方位的辐射特性，而不能得到辐射源所有方向的发射信息，辐射源定位难度增大。因此结合实际情况，需要开展非视距环境下的测试区域外的辐射源定位方法研究。

现有辐射源定位方法分为两步定位法与直接定位法，两步定位法指第一步先从测试点位上的接收机接收到的信号中提取信号参数如信号强度、到达时间差、波达角等，第二步则利用提取的参数进行辐射源定位，较为典型的两步定位法有到达时间差法(TimeDifference ofArrival,TDOA)、接收强度法(Received Signal Strength，RSS)、波达角测向法(Angle of Arrival，AOA)等。在非视距环境下，为了减小电磁波的反射、折射造成的接收信号偏差，一般进行卡尔曼滤波处理；直接定位法则不需要从接收信号中提取信息参数，而是将接收信号作为输入设计算法进行辐射源定位。两种方法在测试区域内存在障碍物时都会出现辐射源定位精度下降的问题，其主要原因即是电磁环境复杂，电磁波在传播过程中产生的反射、折射会使传统的电波传播模型失效，接收机接收到的信号可信度变差，而无论是基于信号参数提取的两步定位法还是基于接收信号的直接定位法，都对接收信号的可信度存在一定要求，因而利用传统的两步定位法或直接定位法来处理非视距环境下的辐射源定位问题存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种非视距环境下测试区域外辐射源单站定位方法，降低了对测试区域面积的需求，有效减小了实测数据不足对辐射源定位精度的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种非视距环境下测试区域外辐射源单站定位装置，包括：

电磁仿真分析模块，基于已知的地理环境信息与实际场景中障碍物的电磁参数来构建电波传播模型，并基于该电波传播模型，完成电磁计算样本的收集，即确定测试区域与接收机点位，之后改变辐射源的位置，对接收机点位的电场强度进行多次电磁计算，记录辐射源的位置、功率及各接收机点位的电场强度；

信号采集模块，用于完成测试区域内各接收机点位的电场强度数据的实测；

数据传输模块，用于将信号采集模块采集到的信息传输到数据处理模块；