一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统。该方法包括：将构建好的时差多项式系统和尺度差多项式系统合并为时差/尺度差多项式系统；将宽带信号到达不同接收平台的时差、接收平台的位置、接收平台的速度分量和不同接收平台的信号尺度差输入时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置。采用本发明专利技术的方法及系统，基于同伦延拓算法构造时差/尺度差多项式系统，适用于宽带目标源，并且能够有效的避免现有无源定位方法在迭代时存在初始值敏感，容易出现病态解的问题。出现病态解的问题。出现病态解的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及无源定位
，特别是涉及一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统。

技术介绍

[0002]无源定位应用在电子对抗领域内，通过侦察接收机，截获雷达或通信等辐射源发出的电磁信号，用来确定这些辐射源及其平台的位置。间接法无源定位被称为两步法，首先通过从接收信号中提取位置相关参数，比如DOA(Direction Of Arrival，波达方向定位)，TOA(Time of Arrival，到达时间)，TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)，多普勒频移，信号能量等；其次利用估计参数联合建立时差/频差方程组来确定目标的位置；其中，时差/频差定位方程的本质在于信号到达两接收机时间差和由于相对运动的多普勒效应产生的频差。
[0003]然而，传统间接无源定位方法采用迭代方法求解目标源位置，但迭代法存在初始值敏感，容易出现病态解。此外，传统间接无源定位方法通常针对窄带目标源，对于宽带目标辐射源来说，瞬时时宽带宽积不满足窄带约束条件的信号，传统间接无源定位方法并不适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统，基于同伦延拓算法构造时差/尺度差多项式系统，适用于宽带目标源，并且能够有效的避免现有无源定位方法在迭代时存在初始值敏感，容易出现病态解的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于同伦延拓的无源定位方法，包括：
[0007]构建时差多项式系统和尺度差多项式系统；
[0008]将所述时差多项式系统和所述尺度差多项式系统合并为时差/尺度差多项式系统；
[0009]获取数据信息；所述数据信息包括宽带信号到达不同接收平台的时差、接收平台的位置、接收平台的速度分量和不同接收平台的信号尺度差；
[0010]将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置。
[0011]可选的，构建的所述时差多项式系统如下：
[0012][0013]式中，c为电磁波在真空中传播的速度，τ
1,i
为宽带信号到第一个接收平台与到第i个接收平台的到达时差，i＝1,2,3,
…
,N，N为接收平台总个数，(x,y,z)为目标辐射源的位置，(x
i
,y
i
,z
i
)为第i个接收平台的位置，r1为目标辐射源和第一个接收平台之间的距离。
[0014]可选的，构建的所述尺度差多项式系统如下：
[0015][0016]式中，r
i
为目标辐射源和第i个接收平台之间的距离，(u,v,w)为目标辐射源的速度分量，(u
i
,v
i
,w
i
)为第i个接收平台的速度分量，S
1,i
为第1个接收平台到第i个接收平台的信号尺度差。
[0017]可选的，所述将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置，具体包括：
[0018]构造所述时差/尺度差多项式系统和已知系统的同伦，得到同伦关系式；
[0019]根据所述同伦关系式，将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置；
[0020]其中，
[0021]所述同伦关系式如下：
[0022]H(m,t)＝t
·
G(m)+(1
‑
t)
·
F(m)
[0023]式中，H(m,t)为解集，G(m)为已知系统，F(m)为时差/尺度差多项式系统，m为时差/
尺度差多项式系统中的未知变量，t为摄动变量，t的范围为[0,1]。
[0024]本专利技术还提供一种基于同伦延拓的无源定位系统，包括：
[0025]系统构建模块，用于构建时差多项式系统和尺度差多项式系统；
[0026]时差/尺度差多项式系统生成模块，用于将所述时差多项式系统和所述尺度差多项式系统合并为时差/尺度差多项式系统；
[0027]数据信息获取模块，用于获取数据信息；所述数据信息包括宽带信号到达不同接收平台的时差、接收平台的位置、接收平台的速度分量和不同接收平台的信号尺度差；
[0028]无源定位模块，用于将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置。
[0029]可选的，所述系统构建模块，具体包括：
[0030]时差多项式系统构建单元，用于构建时差多项式系统；
[0031]构建的所述时差多项式系统如下：
[0032][0033]式中，c为电磁波在真空中传播的速度，τ
1,i
为宽带信号到第一个接收平台与到第i个接收平台的到达时差，i＝1,2,3,
…
,N，N为接收平台总个数，(x,y,z)为目标辐射源的位置，(x
i
,y
i
,z
i
)为第i个接收平台的位置，r1为目标辐射源和第一个接收平台之间的距离。
[0034]可选的，所述系统构建模块，还包括：
[0035]尺度差多项式系统构建单元，用于构建尺度差多项式系统；
[0036]构建的所述尺度差多项式系统如下：
[0037][0038]式中，r
i
为目标辐射源和第i个接收平台之间的距离，(u,v,w)为目标辐射源的速度分量，(u
i
,v
i
,w
i
)为第i个接收平台的速度分量，S
1,i
为第1个接收平台到第i个接收平台的信号尺度差。
[0039]可选的，所述无源定位模块，具体包括：
[0040]同伦关系式生成单元，用于构造所述时差/尺度差多项式系统和已知系统的同伦，得到同伦关系式；
[0041]无源定位单元，用于根据所述同伦关系式，将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置；
[0042]其中，
[0043]所述同伦关系式如下：
[0044]H(m,t)＝t
·
G(m)+(1
‑
t)
·
F(m)
[0045]式中，H(m,t)为解集，G(m)为已知系统，F(m)为时差/尺度差多项式系统，m为时差/尺度差多项式系统中的未知变量，t为摄动变量，t的范围为[0,1]。
[0046]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0047]本专利技术提出了一种基于同伦延拓的无源定位方法及系统，将构建好的时差多项式系统和尺度差多项式系统合并为时差/尺度差多项式系统；将宽带信号到达不同接收平台的时差、接收平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于同伦延拓的无源定位方法，其特征在于，包括：构建时差多项式系统和尺度差多项式系统；将所述时差多项式系统和所述尺度差多项式系统合并为时差/尺度差多项式系统；获取数据信息；所述数据信息包括宽带信号到达不同接收平台的时差、接收平台的位置、接收平台的速度分量和不同接收平台的信号尺度差；将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置。2.根据权利要求1所述的基于同伦延拓的无源定位方法，其特征在于，构建的所述时差多项式系统如下：式中，c为电磁波在真空中传播的速度，τ
1,i
为宽带信号到第一个接收平台与到第i个接收平台的到达时差，i＝1,2,3,
…
,N，N为接收平台总个数，(x,y,z)为目标辐射源的位置，(x
i
,y
i
,z
i
)为第i个接收平台的位置，r1为目标辐射源和第一个接收平台之间的距离。3.根据权利要求2所述的基于同伦延拓的无源定位方法，其特征在于，构建的所述尺度差多项式系统如下：式中，r
i
为目标辐射源和第i个接收平台之间的距离，(u,v,w)为目标辐射源的速度分
量，(u
i
,v
i
,w
i
)为第i个接收平台的速度分量，S
1,i
为第1个接收平台到第i个接收平台的信号尺度差。4.根据权利要求3所述的基于同伦延拓的无源定位方法，其特征在于，所述将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置，具体包括：构造所述时差/尺度差多项式系统和已知系统的同伦，得到同伦关系式；根据所述同伦关系式，将所述数据信息输入所述时差/尺度差多项式系统中，采用同伦延拓法进行无源定位，得到目标辐射源位置；其中，所述同伦关系式如下：H(m,t)＝t
·
G(m)+(1
‑
t)
·
F(m)式中，H(m,t)为解集，G(m)为已知系统，F(m)为时差/尺度差多项式系统，m为时差/尺度差多项式系统中的未知变量，t为摄动变量，t的范围为[0,1]。5.一种基于同伦延拓的无源定位系统，其特征在于，包括：系统构建模块，用于构建时差多项式系统和尺度差多项式系统；...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓兵，黄清顺，崔世麒，张海，张财生，张林，薛永华，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：