1.一種非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,包括以下步驟:
A、初始化雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù),其中系統(tǒng)參數(shù)包括接收機(jī)個(gè)數(shù)L、各接收機(jī)位置坐標(biāo)(xl,yl,zl)、l=1,2,...,L、采樣間隔Ts、各接收機(jī)通道上的噪聲協(xié)方差矩陣Rl;
B、從各接收機(jī)中讀取量測并對(duì)量測進(jìn)行采樣,得到L個(gè)離散的量測向量rl;
C、分別劃分目標(biāo)位置的網(wǎng)格搜索區(qū)間(xgrid,ygrid,zgrid),信號(hào)發(fā)射時(shí)間的網(wǎng)格搜索區(qū)間tgrid,以及發(fā)射信號(hào)的長度的網(wǎng)格搜索區(qū)間Tgrid;
D、選取一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(xgrid,ygrid,zgrid,tgrid,Tgrid)的坐標(biāo)參數(shù)作為發(fā)射信號(hào)的位置坐標(biāo)(xgrid,ygrid,zgrid),發(fā)射時(shí)間tgrid,發(fā)射信號(hào)長度Tgrid,計(jì)算發(fā)射信號(hào)s0落在量測信號(hào)中對(duì)應(yīng)的起始時(shí)間tl,s和終止時(shí)間tl,e;
E、根據(jù)步驟D中得到的起始時(shí)間和終止時(shí)間計(jì)算發(fā)射信號(hào)s0在每個(gè)量測向量rl中對(duì)應(yīng)的區(qū)間[nl,s,nl,e];
F、從每個(gè)接收機(jī)中的量測向量rl中提取第nl,s個(gè)元素到第nl,e個(gè)元素之間的離散樣本點(diǎn)構(gòu)成發(fā)射信號(hào)的樣本向量s0,l,并計(jì)算提取的L個(gè)樣本向量的功率系數(shù)E;
G、對(duì)步驟F中提取的每個(gè)樣本向量s0,l進(jìn)行歸一化處理,將歸一化處理后的L個(gè)樣本向量組成矩陣S′0,并計(jì)算矩陣S′0的協(xié)方差矩陣Σ0;
H、計(jì)算步驟G中協(xié)方差矩陣Σ0的特征值并將L個(gè)特征值按大小進(jìn)行排列,再計(jì)算最大特征值對(duì)應(yīng)特征向量ω1及最大特征值的成分系數(shù)ε,得到估計(jì)的發(fā)射信號(hào)并計(jì)算代價(jià)函數(shù)值
I、判斷數(shù)據(jù)平面上的所有網(wǎng)格點(diǎn)是否已經(jīng)被遍歷;若數(shù)據(jù)平面上的所有網(wǎng)格點(diǎn)沒有被遍歷,則返回步驟D;若數(shù)據(jù)平面上的所有網(wǎng)格點(diǎn)被遍歷,則選取最大代價(jià)函數(shù)值對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)作為估計(jì)值,完成被動(dòng)定位。
2.如權(quán)利要求1所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟D中發(fā)射信號(hào)s0落在量測信號(hào)中對(duì)應(yīng)的起始時(shí)間tl,s和終止時(shí)間tl,e的計(jì)算公式具體為:
其中,c為光速。
3.如權(quán)利要求2所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟E中發(fā)射信號(hào)s0在每個(gè)量測向量rl中對(duì)應(yīng)的區(qū)間[nl,s,nl,e]的計(jì)算公式具體為:
其中,表示向下取整。
4.如權(quán)利要求3所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟F中計(jì)算提取的L個(gè)樣本向量的功率系數(shù)E的計(jì)算公式具體為:
其中,|·|為求向量的模。
5.如權(quán)利要求4所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟G中對(duì)步驟F中提取的每個(gè)樣本向量s0,l進(jìn)行歸一化處理具體為:對(duì)提取的每個(gè)樣本向量s0,l求平均得到并將樣本向量s0,l中的每個(gè)元素減去均值得到歸一化后的樣本向量s′0,l。
6.如權(quán)利要求5所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟H中最大特征值的成分系數(shù)ε的計(jì)算公式具體為:
其中,λ1、λ2...λL為協(xié)方差矩陣Σ0的L個(gè)特征值,λ1≥λ2≥...≥λL。
7.如權(quán)利要求6所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟H中估計(jì)的發(fā)射信號(hào)具體表示為:
其中,S0=[s0,1,s0,2,...,s0,L]。
8.如權(quán)利要求7所述的非參數(shù)聯(lián)合估計(jì)信號(hào)及位置的被動(dòng)定位方法,其特征在于,所述步驟H中計(jì)算代價(jià)函數(shù)值包括以下分步驟:
S1、根據(jù)估計(jì)的發(fā)射信號(hào)構(gòu)造匹配向量sl,表示為:
其中,0l,1為由0組成的(nl,s-1)×1的列向量,0l,2為由0組成的(N-nl,e)×1的列向量;
S2、計(jì)算網(wǎng)格點(diǎn)(xgrid,ygrid,zgrid,tgrid,Tgrid)上的代價(jià)函數(shù)值,計(jì)算公式具體為: