[发明专利]一种无人机预警管控方法及系统

摘要

本发明涉及无人机预警管控技术，公开了一种无人机预警管控方法及系统。无人机飞行过程中会不断向外发射信号，基于无人机自身发射的信号，通过设置多个接收站，由信号接收单元完成无人机发射信号的接收，采集处理单元完成信号的采集、处理、识别、特征提取及参数估计，定位跟踪单元完成对无人机的定位和跟踪，提取目标位置和速度信息并发送给预警监视单元，预警监视单元根据目标当前位置和速度预测下一时刻的位置，基于目标特征信息，自动识别是否为非法目标，若检测到非法无人机闯入飞行“禁区”，自动触发告警，并发送射击引导信息给驱离射击单元，由驱离射击单位完成对非法目标的射击，将目标驱离或击落，实现对无人机的预警监视与管控。

主权项

1.一种无人机预警管控方法，其特征在于包括：步骤1：利用多个信号接收单元同时接收无人机发射的信号，并将所接收到的信号通过通信传输单元传输至采集处理单元；步骤2：采集处理单元同步完成对所接收信号的采集处理、特征提取与参数估计，自动识别无人机目标，并将无人机目标特征数据及定位参数发送到定位跟踪单元；步骤3：基于采集处理单元输出的目标特征数据和定位参数，定位跟踪单元完成对多个目标的定位与跟踪，输出目标位置、速度信息到预警监视单元；利用到达方位角AOA、信号到达时差TDOA、信号到达频差FDOA参数完成对目标的定位与跟踪，获取目标位置和速度信息，并将目标位置、速度及目标特征信息发送至预警监视单元；利用方位角、到达时差、到达频差参数构建目标定位方程并求解目标位置，具体步骤如下：a)基于接收站S_i(x_i,y_i,z_i)与目标T(x,y,z)之间的关系，可得方位角α_i的测量方程：b)以接收站S₀(x₀,y₀,z₀)为参考，接收站S_i与目标位置T之间的关系，可得到达时差t_i0的测量方程：其中t_i为信号到达接收站S_i的时间，c为电磁波传播速度；r_i为目标T(x,y,z)到接收站S_i(x_i,y_i,z_i)之间的距离；t₀为信号到达接收站S₀的时间；r₀为目标T(x,y,z)到接收站S₀(x₀,y₀,z₀)之间的距离；c)以接收站S₀为参考，接收站S_i与目标位置T(x,y,z)和速度之间的关系，可得到达频差f_i0的测量方程：其中f_i为信号到达接收站S_i的频率，λ为信号波长，为目标T相对于接收站S_i的径向速度；f₀为信号到达接收站S₀的频率，为目标T相对于接收站S₀的径向速度；由上述测量方程可知，方位角、到达时差及到达频差三个测量值中包含了目标位置和速度信息，利用测量方程构建关于目标状态的定位方程：Z_m＝G(X)+σ_m其中Z_m＝[α_i,t_i0,f_i0]^T为参数测量向量，σ_m为参数测量误差向量，G(X)为关于目标状态的测量方程：定位方程中有六个未知数即目标位置T(x,y,z)和速度通过布置多个接收站，提供不少于六个测量方程，通过求解定位方程就可以获得目标位置T(x,y,z)和速度信息；步骤4：预警监视单元首先在电子地图上完成目标位置、速度及运动轨迹的显示，基于目标特征信息，自动识别是否为非法目标，同时基于目标当前位置和速度，对目标下一时刻的位置进行预测，通过在电子地图上划定区域，预警监视单元自动提取区域的边界形成电子防区，结合目标位置和速度信息，自动判断非法目标是否将闯入电子防区，并预估目标进入电子防区的时间。