本技術(shù)涉及無(wú)線信息定位,尤其涉及一種無(wú)線信息快速定位方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù):
1、無(wú)線信息定位主要依賴于無(wú)線通信技術(shù),通過(guò)接收無(wú)線電波并對(duì)其包含的相位、傳輸時(shí)間等信息進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)而確定目標(biāo)位置。
2、現(xiàn)有的無(wú)線信息定位方案主要有:(1)到達(dá)時(shí)間差法:當(dāng)干擾信號(hào)被多個(gè)接收器接收時(shí),由于信號(hào)傳播速度相同,到達(dá)時(shí)間差可以用來(lái)計(jì)算干擾源到各接收器的距離,從而確定干擾源的位置。在對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行定位時(shí),需要利用多個(gè)接收器來(lái)同時(shí)接收干擾信號(hào),并記錄下信號(hào)的到達(dá)時(shí)間點(diǎn),然后根據(jù)到達(dá)時(shí)間差,計(jì)算出干擾源到每個(gè)接收器的距離差。(2)到達(dá)角度法:利于陣列天線測(cè)量無(wú)線電來(lái)波角度,通過(guò)多個(gè)探測(cè)器測(cè)量出信號(hào)入射方向角度,通過(guò)角度延長(zhǎng)線交點(diǎn)定位出該信號(hào)的位置。
3、但是,上述方案(1)需要多個(gè)探測(cè)器,部署復(fù)雜,且面對(duì)多個(gè)信號(hào)源的情況無(wú)論是相同或者不同頻點(diǎn)分析能力較弱。上述方案(2)雖定位精度高,但面對(duì)多個(gè)信號(hào)源的抗干擾能力弱,且面對(duì)多個(gè)信號(hào)源的情況無(wú)論是相同或者不同頻點(diǎn)分析能力較弱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,本技術(shù)提供一種無(wú)線信息快速定位方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì),以解決現(xiàn)有到達(dá)時(shí)間差法需要多個(gè)探測(cè)器,且面對(duì)多個(gè)信號(hào)源的情況無(wú)論是相同或者不同頻點(diǎn)分析能力較弱、現(xiàn)有到達(dá)角度法多個(gè)信號(hào)源的抗干擾能力弱、多個(gè)信號(hào)源分析能力較弱的問(wèn)題。
2、第一方面,本技術(shù)提供了一種無(wú)線信息快速定位方法,方法包括:
3、控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無(wú)線數(shù)據(jù);其中,無(wú)線數(shù)據(jù)包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點(diǎn)幅值、頻點(diǎn)中心頻率;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,確定最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,獲得若干計(jì)算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計(jì)算最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向。
4、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中,控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無(wú)線數(shù)據(jù),具體包括:
5、在控制定向天線360度旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,當(dāng)在任一角度采集到無(wú)線數(shù)據(jù)時(shí),在采集到無(wú)線數(shù)據(jù)的位置按照預(yù)設(shè)擺動(dòng)幅度,來(lái)回?cái)[動(dòng)預(yù)設(shè)次,以進(jìn)一步確定無(wú)線數(shù)據(jù)。
6、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中,控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無(wú)線數(shù)據(jù),具體包括:
7、當(dāng)空間位置為室內(nèi)空間時(shí),利用陀螺儀角速度積分法,獲得無(wú)線數(shù)據(jù)中的旋轉(zhuǎn)角度;其中,陀螺儀角速度積分法涉及的參考基準(zhǔn)點(diǎn)為開(kāi)始測(cè)量時(shí)定向天線的方向;
8、當(dāng)空間位置為室外空間時(shí),采用地磁陀螺儀中的磁場(chǎng)計(jì)數(shù)據(jù)為采樣旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)。
9、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中,當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,確定最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向,具體包括:
10、根據(jù)各個(gè)中心頻率對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù),生成各個(gè)中心頻率對(duì)應(yīng)的曲線a(n);
11、a(n)=an;其中,an表示在第n個(gè)采樣點(diǎn)下采集數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矯正頻點(diǎn)幅值;
12、設(shè)定窗口值m;
13、通過(guò)公式:
14、,
15、計(jì)算獲得各個(gè)中心頻率對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)平均值;其中,n屬于[1,n],n表示采樣點(diǎn)的總數(shù);其中,當(dāng)取開(kāi)頭前m/2個(gè)數(shù)或結(jié)尾后m/2個(gè)數(shù)時(shí),采樣鏡像擴(kuò)展m/2個(gè)數(shù)據(jù)序列;
16、獲取當(dāng)前中心頻率中滑動(dòng)平均值最大值對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)角度,進(jìn)而確定對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向。
17、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中,當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,獲得若干計(jì)算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計(jì)算最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向,具體包括:
18、根據(jù)中心頻率對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù),生成中心頻率對(duì)應(yīng)的曲線a(n);
19、a(n)=an;其中,an表示在第n個(gè)采樣點(diǎn)下采集數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的矯正頻點(diǎn)幅值;
20、設(shè)定窗口值m;
21、通過(guò)公式:
22、,
23、計(jì)算獲得中心頻率對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)平均值;其中,n屬于[1,n],n表示采樣點(diǎn)的總數(shù);其中,當(dāng)取開(kāi)頭前m/2個(gè)數(shù)或結(jié)尾后m/2個(gè)數(shù)時(shí),采樣鏡像擴(kuò)展m/2個(gè)數(shù)據(jù)序列;
24、設(shè)定第二窗口值x;
25、計(jì)算:
26、公式1:,
27、公式2:,
28、公式3:,
29、公式4:,
30、公式5:,
31、公式6:,
32、計(jì)算第n個(gè)采樣點(diǎn)下采集數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的公式是否都小于0;其中,前個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式1,前3個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式2,前2個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式3,后個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式6,后3個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式5,后2個(gè)采樣點(diǎn)不計(jì)算公式4;
33、獲得對(duì)應(yīng)的公式都小于0的h個(gè)采樣點(diǎn)下標(biāo),設(shè)定采樣點(diǎn)下標(biāo)的集合為k;
34、通過(guò)公式:
35、;
36、計(jì)算獲得小于0的采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的采集數(shù)據(jù)的極大值方差的計(jì)算最大值;
37、其中,i表示下標(biāo)為i的采樣點(diǎn),且i屬于集合k;且預(yù)設(shè)b(-)到b(0)之間的全部值、預(yù)設(shè)b(n+)到b(n+)之間的全部值;
38、確定計(jì)算最大值大于預(yù)設(shè)最大值的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向。
39、第二方面,本技術(shù)提供了一種無(wú)線信息快速定位系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
40、采集模塊,用于控制定向天線360度旋轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)定向天線和固定在定向天線上的地磁陀螺儀采集無(wú)線數(shù)據(jù);其中,無(wú)線數(shù)據(jù)包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點(diǎn)幅值、頻點(diǎn)中心頻率;確定模塊,用于當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,確定最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向;當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)為相同中心頻率但不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,獲得若干計(jì)算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計(jì)算最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向
41、第三方面,本技術(shù)提供了一種無(wú)線信息快速定位設(shè)備,設(shè)備包括:
42、處理器;
43、以及存儲(chǔ)器,其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼,當(dāng)可執(zhí)行代碼被執(zhí)行時(shí),使得處理器執(zhí)行如上述任一項(xiàng)的一種無(wú)線信息快速定位方法。
44、第四方面,本技術(shù)提供了一種非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì),其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令,計(jì)算機(jī)指令在被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)的一種無(wú)線信息快速定位方法。
45、本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,本技術(shù)至少具有如下有益效果:
46、本技術(shù)針對(duì)多個(gè)信號(hào)源,當(dāng)多個(gè)不同頻點(diǎn)信號(hào)時(shí),那么所測(cè)量的最大值可以準(zhǔn)確的反饋出不同信號(hào)的方位(當(dāng)存在的采集數(shù)據(jù)包含不同中心頻率和不同旋轉(zhuǎn)角度時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,確定最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向)。若同一個(gè)中心頻點(diǎn)的不同位置的信號(hào)時(shí),通過(guò)滑動(dòng)平均求最大值的方法,獲得若干計(jì)算最大值;確定大于預(yù)設(shè)最大值的計(jì)算最大值對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為可疑無(wú)線電信號(hào)源方向,即本技術(shù)具有一定的區(qū)分位置能力。
47、綜上,現(xiàn)有到達(dá)時(shí)間差法通常需要多個(gè)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)定位,這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。本技術(shù)提出的方法僅通過(guò)單個(gè)定向天線及其旋轉(zhuǎn)控制即可實(shí)現(xiàn)定位,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低了成本。另外,現(xiàn)有技術(shù)面對(duì)多個(gè)信號(hào)源,無(wú)論是相同頻點(diǎn)還是不同頻點(diǎn),分析能力都較弱。本技術(shù)通過(guò)采集包含旋轉(zhuǎn)角度、頻點(diǎn)幅值、頻點(diǎn)中心頻率的無(wú)線數(shù)據(jù),并利用增益-角度關(guān)系函數(shù)進(jìn)行矯正,能夠更準(zhǔn)確地分析和區(qū)分多個(gè)信號(hào)源。