[发明专利]一种电磁发射源定位系统及方法

说明书

本发明涉及一种电磁发射源定位系统及方法，属于通信技术领域，解决了现有定位系统信号接收角度范围小、定位精度低的问题。该系统包括：信号接收模块，接收无线电信号；信号处理模块，处理无线电信号获得信号的幅值和相移并提取信号的主特征。到达角预测模块，根据信号的幅值和相移获得第一到达角预测值；并根据信号的主特征获得第二到达角预测值；定位点预测模块，基于所述第一到达角预测值和第二到达角预测值确定信号的第一入射轨迹和第二入射轨迹；以及多个第一入射轨迹的交点和多个第二入射轨迹的交点，得到预测定位点集合；定位点确定模块，根据预测定位点集合聚类确定电磁发射源的位置。该系统具有信号接收角度范围大、定位精度高的优点。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种电磁发射源定位系统及方法。

背景技术

无线电测向设备在军事上的需求使得无线定位技术迅速发展。传统的定位技术研究是用两个或多个固定测向站联网进行交会定位。这种定位测向技术在使用的过程中可以解决很多实际的问题，但是由于各种因素的影响这种测量方法存在一定的误差，并不能达到人们想象的那样，这种技术在一定的程度上可以测出目标的大概位置，但是这个位置就是一个区域，不能确定准确的位置。所以将无线电技术进行进一步的研究，提高无线电测向的精确度，在现代的激烈竞争的军事竞赛具有重要的价值。

目前，主要有基于移动台的定位和利用空间谱估计技术来实现对到达方向(DOA)估计。通过移动台传来的信号计算出移动台位置的定位称为基于网络的定位，也称为上行链路定位系统。这种定位方案是依据由多个基站同时检测移动台发射的信号，对这些信号进行精确的到达时间(TOA)的测量，并把这些信息送到一个定位服务中心进行处理，以得到移动台的估计位置。基于网络的定位技术包括基于到达时间(TOA)定位技术、基于到达时间差(TDOA)定位技术、基于到达角(AOA)的技术等。

现有技术至少存在以下缺陷，一是现有的定位系统，基于DOA到达角估计大多采用MUSIC等算法，这类算法只能搜索0-180度频谱；二是现有的定位系统，是基于神经网络算法或者传统测角得交点算法等，都存在较大的系统误差，神经网络算法过于依赖历史离线学习经验，误差较大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种电磁发射源定位系统，用以解决现有定位系统信号接收频谱角度范围小、定位误差大的问题。

一方面，本发明提供了一种电磁发射源定位系统，包括：

信号接收模块，用于在不同位置接收电磁发射源发射的无线电信号；

信号处理模块，用于处理所述无线电信号获得无线电信号的幅值和相移，并提取无线电信号的主特征。

到达角预测模块，用于根据无线电信号的所述幅值和相移获得第一到达角预测值；以及，用于根据所述无线电信号的主特征获得第二到达角预测值；

定位点预测模块，用于分别基于所述第一到达角预测值和第二到达角预测值确定无线电信号的第一入射轨迹和第二入射轨迹；以及根据对应不同位置的多个第一入射轨迹的交点和多个第二入射轨迹的交点，得到预测定位点集合；

定位点确定模块，用于根据所述预测定位点集合聚类确定电磁发射源的位置。

进一步的，所述信号接收模块包括位于不同位置处的多个信号接收机；

所述信号接收机包括：

第一天线阵列、第二天线阵列、第三天线阵列、第四天线阵列，用于接收无线电信号；

射频开关，用于选择传输上述任一天线阵列接收到的无线电信号；

射频信号接收机，用于处理传输的所述无线电信号获得无线电信号的实部和虚部。

进一步的，所述第一天线阵列、第二天线阵列、第三天线阵列、第四天线阵列为均匀线性阵列；