一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106950533A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201611103970.X(22)申请日2016.12.05(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号申请人中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所）(72)发明人杨淑萍胡锦松束锋吴肖敏桂林卿俞春华朱伟秦耀璐徐玲余海(74)专利代理机构江苏楼沈律师事务所32254代理人史成涛(51)Int.Cl.G01S5/02(2010.01)G01S5/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法(57)摘要本发明提供了一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法，在干扰环境下首先通过卫星阵列天线接收估计干扰源和期望目标源的方向，基于此估计方向，通过稳健的自适应波束成型算法，抑制干扰源信号，增强被动辐射目标源信号。为了解决目前单独时差(TDOA)和频差(FDOA)定位精度不高以及存在盲区问题，引入无线通信中相干合并思想来合并和融合时差、频差以及方向等多种测量和估计信息，提高联合定位精度。本发明与传统单独时差与频差定位系统相比能充分利用多种测量信息，提高定位精度，避免定位盲区。CN106950533ACN106950533A权利要求书1/1页1.一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法，其特征在于：在干扰环境下，将波束成形思想引入到定位算法抑制干扰，通过定位性能良好的TDOA和FDOA单独定位算法，利用通信中相关合并概念，规划设计TDOA/FDOA联合定位算法，结合测向信息实现辐射目标源的定位。联合TDOA、FDOA以及测向信息，不仅能提高定位精度，而且能有效避免定位盲区。具体过程包括：S11.首先用卫星天线阵列采用MUSIC，Caption，ESPRIT估计信号到达角，得到被动辐射源和干扰源方向，由于此估计方向存在角度误差，通过稳健的MMSE，MVDR或自适应波束成形算法，抑制干扰源信号，增强目标源信号；S12.测量被动辐射源目标信号到达卫星之间的TDOA、FDOA信息；S13.利用能达克拉美罗界(CRLB)的单独TDOA、FDOA定位算法，采用通信中相关合并概念，设计能达联合克罗美罗界的TDOA/FDOA联合定位算法，提高定位精度。进一步利用测向信息，还可以有效消除定位模糊。2.根据权利要求1所述的一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法，其特征在于：在干扰环境下，能增强目标源信号，抑制干扰源信号，实现更精确定位参数估计。3.根据权利要求1所述的一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法，其特征在于：联合定位算法定位精度高。4.根据权利要求1所述的一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法，其特征在于：相较于单独定位算法，联合定位可以有效避免定位盲区。2CN106950533A说明书1/3页一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种抑制干扰的自适应稳健波束成形联合定位方法。背景技术[0002]时差定位的研究源于上世纪六十年代，并在许多方面取得了令人瞩目的成就，已成为无线定位技术中的主要方法。时差定位通常选取一个观测站作为主站，测量信号到达主站与其他副站的时间差。信号到主站与任意副站的时间差确定了一个双曲面，多个双曲面相交即可确定目标的位置。[0003]频差定位是利用接收机与目标之间因相对运动而产生的多普勒频差数据来对目标进行定位的一项新技术。单独频差定位技术还不够成熟，其通常作为时差定位的补充，联合时差定位来提高定位精度。[0004]基于卫星平台，未知的目标源到卫星i的单位向量可表示为[0005][0006]目标源到任意两卫星j和i的时差、频差分别表示为[0007][0008]式中c表示光速，ri表示卫星位置向量，vj和v分别是卫星j和目标源的运行速度。[0009]定位参数TDOA、FDOA的测量精确程度，直接影响后续定位算法的性能以及目标位置的定位精度。因此在干扰环境下，如何实现更精确的定位参数估计来为后续的定位算法提供有效保障，显得尤为重要。基于此我们将波束成形思想引入定位算法，并设计稳健的波束成形来抑制干扰信号，增强目标信号，获得更精确的定位参数。[0010]同时传统的单独TDOA、FDOA定位已经发展成熟，通信中的相干合并技术在多天线MIMO系统中获得了应用，将两者结合不存在技术困难。[0011]联合定位相对于多平台定位系统而言，减少了平台数量，降低了实现系统的成本和难度，并且较单平台方式具有更高的实时性和更好的定位性能。在接收平台相同的情况下，联合定位可以很大程度地提高定位精度。发明内容[0