[发明专利]一种基于SDF准则的运动物体直接定位方法

权利要求书

1.一种基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别获取多个静止接收站的观测信号；

S2：估计所述观测信号的协方差；

S3：对所述协方差进行特征值分解，并求出噪声子空间；

S4：根据所述噪声子空间，对于每个时刻均利用SDF准则构建目标函数；

S5：对所述目标函数进行网格化搜索，求出每个时刻物体的位置；

S6：根据每个时刻物体的位置，求出物体的初始位置和初始速度；

S7：输出物体的初始位置和初始速度。

2.根据权利要求1所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，步骤S1中所述多个静止接收站的观测信号，具体为：

L个静止接收站的位置为q_l＝[x_l,y_l],l＝1,...,L，每个接收站在K个时隙段对目标辐射信号进行采样，相邻两个时隙段的时间间隔为T，第l个接收站在第k个观测间隙内观测到的复信号可以表示为

式中，β_l,k和a_l,k(p_k)∈C^M×1分别表示信号在第k个观测间隙到达第l个接收站的复传播系数和阵列响应矢量，s_k(t)表示信号在第k个观测间隙内的复包络，n_l,k(t)∈C^M×1是均值为0功率为σ²的高斯白噪声，p_k为物体在第k个时刻的位置，f_l,k(p_k)表示第l个接收站在第k个观测间隙内与目标相对运动产生的多普勒效应；

对每个观测间隙内的信号进行N次快拍采样，即采样间隔为T_s＝T/(N-1)，则第n个采样时刻的观测矢量表示为：

式中：

定义如下向量或矩阵：

其中，表示Kronecker积，diag[]表示向量对角化操作，则第n个采样时刻的观测矢量表示为：

r_l,k＝β_l,kA_l,k(p_k)s_k+n_l,k。

3.根据权利要求2所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，步骤S1中，在每个采样时隙段内，物体与观测站的瞬时位置和瞬时速度均保持不变。

4.根据权利要求2所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，步骤S1中，物体辐射的窄带无线电信号的信号带宽B小于信号到达不同接收站的时延最大值τ_max的倒数。

5.根据权利要求2所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，f_l,k(p_k)表示第l个接收站在第k个观测间隙内与目标相对运动产生的多普勒效应，经过下变频后表示如下：

其中，f_c是载波频率，c为光速。

6.根据权利要求1所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，步骤S2中估计所述观测信号的协方差，具体为：

式中，为协方差，x_l,k＝[r_l,k[0],…,r_l,k[n],…,r_l,k[N-1]]，N表示每个观测间隙内的信号进行快拍采样的次数，为观测信号。

7.根据权利要求1所述的基于SDF准则的运动物体直接定位方法，其特征在于，步骤S3中对所述协方差进行特征值分解，并求出噪声子空间，具体为：

式中，为协方差，表示信号子空间，∑_k是由特征值从大到小组成的对角矩阵，为噪声子空间。