西安电子科技大学宋宇飞获国家专利权
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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利地面运动辐射源的无源定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116338577B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310363818.9,技术领域涉及:G01S5/06;该发明授权地面运动辐射源的无源定位方法是由宋宇飞;罗明;王荣鑫;杨芷薇设计研发完成,并于2023-04-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本地面运动辐射源的无源定位方法在说明书摘要公布了:本发明提出了一种对地面运动辐射源的无源定位方法,实现步骤为:构建基于时频差测量的定位场景,并通过测量信息计算中间变量矢量的估计值,然后用该结果计算运动辐射源位置和速度矢量的两组粗略估计值,并筛选出一组对运动辐射源位置和速度误差矢量的估计值进行重估计,最后以重估计的结果修正运动辐射源位置和速度的初始估计值,得到运动辐射源的无源定位结果。本发明选择粗略估计中的高度最小的运动辐射源参数作为初始值,提高了定位结果的可靠性,并且通过考虑计算中的参数的符号信息,直接得到两组中间变量估计矢量,并通过筛选出的一组运动辐射源位置和速度的初始估计矢量计算加权矩阵并进行重估计,有效提升了定位效率。
本发明授权地面运动辐射源的无源定位方法在权利要求书中公布了:1.一种地面运动辐射源的无源定位方法,其特征在于,包括以下步骤: 1构建运动辐射源的定位场景: 构建分布在三维空间中且均搭载有无源传感器和信息采集模块的N个飞行平台M={m1,m2,...,mn,...,mN}和分布在地面上的运动辐射源的定位场景,并将其中一个飞行平台ma作为参考平台,a∈{1,2,...,N},ma上搭载有信息处理模块和时频差信息提取模块,其中N≥4,mn表示第n个飞行平台; 2构造伪线性矩阵方程: 初始化运动辐射源的位置和速度矢量为θ,θ的中间变量矢量为P,运动辐射源辐射的电磁波信号到达第n个飞行平台mn和参考平台ma的时间差为τna、τna的变化率为并基于τna和的无源定位模型构造关于θ和P的伪线性矩阵方程: G1θ=h1+2KP 3采集每个飞行平台的观测值信息: 每个飞行平台mn上的信息采集模块采集mn的位置观测值sn=[xn,yn,zn]T和速度观测值得到位置观测值集合S={s1,s2,...,sn,...,sN}和速度观测值集合并通过飞行平台之间的通信链路将S和发送至信息处理模块;其中,[·]T表示转置操作,xn、yn、zn分别表示sn在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量; 4提取辐射源信号到参考平台与每个飞行平台的时频差测量值: 4a每个飞行平台mn上的无源传感器对运动辐射源的电磁波信号进行L次采样,并将采样值In通过飞行平台之间的通信链路传输至参考平台ma的时频差信息提取模块: In={ξn1,ξn2,...,ξnl,...,ξnL} 其中,ξnl表示第n个飞行平台上的无源传感器对运动辐射源的电磁波信号进行第l次采样的幅度值; 4b时频差信息提取模块提取采样值In中运动辐射源的电磁波信号到每个飞行平台mn和参考平台ma的时间差测量值τna、τna的变化率测量值τna的误差Δτna、的误差得到时间差测量值集合F=[τ1a,τ2a,...,τna,...,τNa]、时间差变化率测量值集合时间差测量误差集合ΔF=[Δτ1a,Δτ2a,...,Δτna,...,ΔτNa]、时间差变化率测量误差集合并将F、传输至信息处理模块; 5对伪线性矩阵方程中的中间变量矢量进行估计: 信息处理模块根据时间差测量误差集合ΔF计算距离差协方差矩阵Qt,根据时间差变化率测量误差集合计算相对径向速度协方差矩阵Qf,并根据F、Qt、Qf计算中间变量矢量P中的中间距离变量r1的估计值再通过分别计算P中的中间速度变量的估计值得到中间变量矢量P的估计矢量 6基于加权最小二乘算法计算运动辐射源位置和速度的初始估计矢量: 信息处理模块基于加权最小二乘算法,并通过中间变量矢量P的估计矢量对伪线性矩阵方程进行求解,得到对应的运动辐射源位置和速度矢量的估计矢量然后将从中选择中值最小的作为运动辐射源位置和速度的初始估计矢量 其中,|·|表示取绝对值运算,分别表示中的运动辐射源位置矢量、运动辐射源速度矢量、分别表示中的运动辐射源位置矢量、运动辐射源速度矢量,分别表示中的运动辐射源位置矢量、运动辐射源速度矢量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量,分别表示在空间直角坐标系X轴、Y轴、Z轴上的分量; 7获取运动辐射源的无源定位结果: 7a信息处理模块根据运动辐射源位置和速度的初始估计矢量以及位置观测值集合S和速度观测值集合计算时频差加权矩阵W1′和时差加权矩阵Wt′,并通过W1′和Wt′对运动辐射源位置和速度的初始估计矢量进行重估计,得到初始估计矢量 7b信息处理模块基于加权最小二乘算法,并根据F、S、W1′、Wt′以及初始估计矢量计算运动辐射源位置和速度的误差矢量Δθ的估计矢量并通过对进行偏差补偿,得到运动辐射源的无源定位结果 G2Δθ=h2 其中,表示运动辐射源位置估计矢量,表示运动辐射源速度估计矢量。
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