[发明专利]一种基于信息几何的电磁态势生成方法

说明书

本发明提出一种基于信息几何的电磁态势生成方法，通过在目标区域内设置多站式组网接收端，将每个接收端接收到信号幅度的概率分布映射到黎曼空间的流形上，通过计算流形上各概率分布之间的距离来表征电磁态势的分布以及波动变化情况。本发明相对于传统基于场强合成的电磁态势生成方法，不仅能够减小态势生成的计算量、提高运算速度，而且对于生成后的电磁态势分布图更能反映出空间中扰动的细节属性。通过仿真结果可以看出，该方法对空间引入的散射源的位置和散射强度都很敏感，其态势分布图与散射源属性具有很好的关联性。此方法为电磁态势的生成提供了一种新的思路，更能精确、快速、有效的构建出一定区域范围内的电磁态势分布。

技术领域

本发明属于态势生成领域，具体涉及一种基于信息几何的电磁态势生成方法。

背景技术

随着信息化战争逐渐发展，其依赖信息的特征也越来越明显。电磁波在战场上承载着战场信息，像“快递员”一样将重要的信息传递到各终端。由于现代战争越来越“信息化”，其战场空间也逐渐由传统的陆、海、空扩展到天(太空)、电(电磁)和赛博空间。随之而来的，电磁态势的加入使得战场环境也越来越复杂。加之电磁技术和用频设备的广泛应用，战场电磁环境变得日益复杂，电磁频谱也越来越拥挤，如何在信息化元素极为丰富的现代战场上获得主动权，对电磁环境的认知以及全面的电磁态势需求就显得格外重要。

军用方面，在电子对抗环境中指挥员要了解整个战场电磁环境分布情况，需要一套详尽的电磁态势分布图；民用方面，在打击非法电台过程中也需要电磁态势分布图作为参考，用以分析非法电台(辐射源)的位置。传统电磁态势的表征与生成往往需要先从带噪信号中提取出相应的目标信号，通过对提取到的信号进行相应的处理后生成对应的电磁环境态势。文献“复杂城市环境电磁态势的场数值分析与测量对比，电波科学学报，2018，vol.33，No.6，p671-p676”，通过利用一致性几何绕射理论的射线模型计算电磁波在场景中的传播分布情况并与实测进行比较，但是由于采用了信号提取以及数值计算的方法，其计算复杂度较高、计算用时很长，且生成的电磁态势无法准确反映场景中的细节如辐射源的位置等信息。

发明内容

为了解决传统基于场强合成的电磁态势生成方法计算复杂、耗时长、无法精确反应电磁态势与场景之间的关联关系的问题，本发明提出一种利用信息几何理论对电磁态势进行表征与生成的方法，该方法通过在目标区域内设置多站式组网接收端，将每个接收端接收到信号幅度的概率分布映射到黎曼空间的流形上，通过计算流形上各概率分布之间的距离来表征电磁态势的分布以及波动变化情况。

本发明的技术方案为：

所述一种基于信息几何的电磁态势生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对目标区域进行网格划分，网格中的每个网格节点布置有传感器，作为电磁观测点；

步骤2：由各个电磁观测点对空间中的电磁信号以一定的采样率进行幅度值采集，经过一定时间的积累后，形成各电磁观测点对应的样本统计数据X；选取高斯混合模型作为统计模型，结合各电磁观测点接收到的样本统计数据X进行信号的概率密度函数求解；求解出各电磁接收端的概率密度函数后，将各概率密度函数映射到黎曼空间中，各概率密度函数所对应的参数分别确定了黎曼空间中统计流形上的各点，统计流形上的各点分布即形成了当前电磁环境下的一个电磁状态Ψ；

步骤3：对于通过步骤2获得的两个电磁状态Ψ₁和Ψ₂，利用公式