[发明专利]基于协方差矩阵重构的辐射源定位方法、存储介质及设备

说明书

本发明公开了一种基于协方差矩阵重构的辐射源定位方法、存储介质及设备，该辐射源定位方法包括：装载均匀线阵的无人机在K个位置分别接收Q个辐射源信号，并在无人机所处的每个位置对Q个辐射源进行方位角估计；根据辐射源的方位角估计值重构均匀线阵的线阵流形，根据重构的线阵流形重构接收协方差矩阵；根据重构的接收协方差矩阵进行特征值分解，获取重构噪声子空间，结合辐射源的导向矢量与噪声子空间的正交性，构造空间谱函数；通过穷尽搜索的方式找到空间谱函数的极值点，作为辐射源位置的估计值。本发明通过方位角信息对导向矢量和协方差矩阵进行重构，能够完全利用方位角的信息，具有更高的定位精度和性能。

技术领域

本发明属于无源定位技术领域，具体地，涉及一种基于协方差矩阵重构的辐射源定位方法、存储介质及设备。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是通过卫星在全球范围内提供位置感知的最重要技术，至少通过24颗卫星实施定位。GPS系统最重要的特点是其覆盖范围广、能够无缝地向多辆车提供导航数据、相对较低的功率要求、接收机的小型化以及它对环境友好，且GPS信号确实不会严重干扰生态系统。然而，GPS信号无法穿透大多数障碍物，且在恶劣环境中的有效性会受到限制，如建筑物、城市峡谷、树冠下和洞穴。因此需要新的定位技术来满足在这种恶劣环境中对精确定位的日益增长的需求。

因为GPS具有上述缺陷，基于传感器网络的二步定位技术受到越来越多的关注。传感器网络利用若干个位置已知的节点进行位置感知。例如近年来车辆自组织网络(VANET)已经被汽车研究界提出，作为一种实现互联道路环境的手段，在该环境中，车辆和基础设施部件可以进行通信，以提高定位精度，但是，基于传感器网络的二步定位技术使用具有强有偏性的算法来获取定位结果，获得的结果并不可靠。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于协方差矩阵重构的辐射源定位方法、存储介质及设备，通过方位角信息对导向矢量和协方差矩阵进行重构，能够完全利用方位角的信息，相较于传统的二步定位技术具有更高的定位精度和性能。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种基于协方差矩阵重构的辐射源定位方法，具体包括如下步骤：

步骤S1：装载均匀线阵的无人机在K个位置分别接收Q个辐射源信号，并在无人机所处的每个位置对Q个辐射源进行方位角估计；

步骤S2：根据辐射源的方位角估计值重构均匀线阵的线阵流形，根据重构的线阵流形重构接收协方差矩阵；

步骤S3：根据重构的接收协方差矩阵进行特征值分解，获取重构噪声子空间，结合辐射源导向矢量与噪声子空间的正交性，构造空间谱函数；

步骤S4：通过穷尽搜索的方式找到空间谱函数的极值点，作为辐射源位置的估计值。

进一步地，步骤S1中无人机在第k个位置接收的辐射源信号为：

x_k(t)＝A_k(θ)s_k(t)+n_k(t)