[发明专利]直达与非直达混合场景中的多目标直接定位方法

摘要

本发明涉及一种针对无线电信号的定位方法技术领域，特别是涉及一种直达与非直达混合场景中基于单个阵列观测站的多目标直接定位方法，首先，基于单跳的多径传播模型，利用多径信号到达角度与时延关于目标位置参数的数学关系，建立关于目标位置参数的阵列信号模型；接着，利用基2‑FFT算法将多站阵列天线接收数据转化为频域数据，并依据子空间正交准则建立联合估计目标位置参数和传播系数的数学优化模型；最后，提取仅包含目标位置的信息矩阵，以最小化信息矩阵最小特征值为目标函数，进行网格搜索，用以实现对多径场景中多目标的精确定位。本发明提供的方法可以显著提高目标定位精度，并且能够避免对非直达径的识别与数据关联问题。

主权项

1.一种直达与非直达混合场景中的多目标直接定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据Nyquist采样定理，从M通道阵列天线接收系统采集Q个目标辐射的无线电信号数据，M即为阵列的天线数，Q为大于等于1的自然数，包括直达波信号以及非直达波信号，获得阵列信号时域数据；步骤2，将观测站所采集到的时域数据分为K段，K为大于等于M的自然数，每段J个样本点，J为2的整数次幂，对每段数据做基2‑FFT运算，从而得到K段阵列信号频域数据；步骤3，计算J个频域分量数据的协方差矩阵，通过特征值分解得到各个频率分量上的噪声子空间；步骤4，基于子空间正交准则建立联合估计目标位置矢量和传播系数矢量的数学优化模型，该数学优化模型为：其中，Π^⊥(j)表示第j个频域分量噪声子空间的投影矩阵；步骤5，在子空间正交准则的基础上，提取仅包含目标位置的信息矩阵为：其中，Π^⊥(j)表示第j个频域分量噪声子空间的投影矩阵；步骤6，设定每个目标的网格搜索范围，并计算地理网格点上信息矩阵对应的最小特征值为：C＝λ_min(Q(p))，其中，λ_min(Q(p))表示矩阵Q(p)的最小特征值，设定网格搜索范围，每次网格搜索先以100m距离为间隔粗搜，再以1m距离为间隔细搜，以确保精度的同时降低计算复杂度；步骤7，通过Q次网格搜索得到的最小值对应的坐标即为对Q个目标位置的估计：其中，表示第q个目标的位置矢量的估计值，λ_min(Q(p))表示矩阵Q(p)的最小特征值。