[发明专利]一种非合作短波辐射源广域分布式短波网单天线时差定位法

摘要

本发明涉及一种非合作短波辐射源广域分布式短波网单天线时差定位法。本发明首先采集短波辐射源天波传播信号，并选择合适的接收站点；将采集数据在本地压缩后传输至广域分布式短波网主站服务器；以主站为参考估计出各接收站点相对于主接收站的各个时间差；最后根据各接收站点的地理位置分布及电离层高度参数和时间差，优化出定位结果。本发明基于现有广域分布式短波网内各站点的单个短波接收天线和单通道接收机，利用短波天波传播信号经过不同路径到达各接收站点产生的时差实现短波辐射源定位。本发明无需重新建设庞大的接收站，节约了大量人力及资金，无论在民用短波无线电管理还是在短波军事技侦等方面都具有重要的推广应用价值。

主权项

1.一种非合作短波辐射源广域分布式短波网单天线时差定位法，其特征在于，确定一个广域分布式短波网主站以及若干广域分布式短波网分站，具体定位方法包括：步骤1：基于广域分布式短波网各分站点单通道接收机，广域分布式短波网主站同步采集空间传播的短波信号；由于在2～30MHz短波频段内，信号数量多，为了实现非合作短波辐射源快速定位，在此可根据任务需求，确定备案以外的短波信号为被定位的非合作短波辐射源信号；步骤2：根据各站点接收到的信号强度，选择合适的接收站点；为了提高短波辐射源的定位精度和可靠性，各站点接收到的信号强度要求信噪比大于10dB以上，同时基于几何精度稀释因子选择接收站，并且要求接收站不少于4个；步骤3：在本地将采集可用于定位的时域数据传输至广域分布式短波网的主站服务器；步骤4：以主站为参考，对各个接收站点的数据分别与主接收站接收的数据相关分析，分别估计出各接收站点接收信号相对于主接收站的各个时差；步骤5：根据各接收站点的地理位置分布及电离层参数和相对时差估计结果，建立短波辐射源时差定位方程式中，表示“1”号接收机与“j”号接收机的时延估值，w_j表示时延估计引入的误差；设观测值为则k时刻距离差的定位观测方程为步骤6：根据定位观测方程基于粒子滤波估计出短波辐射源定位信息；对于观测方程式来说，粒子与观测值的似然度分布为：式中，ΔDj+1,1(k)＝D0,j+1(k)‑D0,1(k)由此可得到对状态的最小均方误差估计其中，wi(k)为第i个粒子的权重，Q为粒子数；与此同时，本发明采用Parzen窗概率密度估计法对误差的概率分布进行估计，然后再计算粒子与观测值的似然度分布；Parzen窗概率密度函数计算公式为：式中，M代表样本个数，xi为样本点，kσ(·)为核函数，通常采用高斯核进行计算由此，粒子与观测值的似然度分布变为：具体算法步骤如下：步骤6.1参数初始化：对短波辐射源位置经度和纬度粒子初始化对电离层高度初始化h0′(0)～p(h0)对权重初始化步骤6.2赋予k＝1,2,...N，N为正整数；步骤6.3根据重要性分布对粒子进行采样步骤6.4根据步骤6.5对权重进行归一化步骤6.6采用残差重采样，对粒子群进行重采样；步骤6.7根据得到状态参数的最小方差估计重置步骤6.8结束k的循环。