CN108802675A - 无线信号源定位方法和定位装置 - Google Patents

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赵洁
徐欣
董蔺
颜舒琳
郝建云
焦志伟
陶楠楠
蒋文学
曹睿
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Abstract

本发明提供一种无线信号源定位方法和定位装置，采用位置不重合的第一比幅测向天线和第二比幅测向天线确定无线信号源的坐标位置，定位方法包括以下步骤：确定无线信号源相对于第一比幅测向天线的方向角θ1、相对于第二比幅测向天线的方向角θ2；根据第一比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)和方向角θ1确定无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据第二比幅测向天线的位置坐标(x2,y2)和方向角θ2确定无线信号源所在的第二直线y＝a2x+b2；根据第一直线y＝a1x+b1和第二直线y＝a2x+b2确定无线信号源的位置坐标(x,y)。通过采用两个比幅测向天线分别确定无线信号源的方向角θ1和θ2，并结合两个比幅测向天线的位置坐标确定无线信号源的位置坐标，实现了无线信号源的精确定位，便于快速找到无线信号源。

Description

无线信号源定位方法和定位装置
技术领域
本发明涉及无线电定位技术领域，特别涉及一种无线信号源的定位方法和定位装置。
背景技术
在军事安全技术领域和搜索救援技术领域，需要通过无线电信号特征确定待找寻目标的所在方向或者坐标位置，以指引找到待找寻目标。
以军事安全技术领域中找寻敌方投放的无线干扰源为例，现有技术中采用一个比幅测向天线确定干扰信号最强的方向，并将干扰信号最强的方向作为无线干扰源相对于比幅测向天线的方向，并延此方向寻找无线干扰源。但是，这样的方法需要延确定的方向进行地毯式搜索，并不能直接定位到无线干扰源的具体坐标位置，使得排除信号干扰的速率无法提高。
发明内容
为解决采用一个比幅测向天线只能定位无线信号源方向，无法快速定位到无线信号源具体坐标位置的问题，本发明提供一种无线信号源定位方法和定位装置。
本发明提供一种无线信号源定位方法，采用位置不重合的第一比幅测向天线和第二比幅测向天线确定所述无线信号源的坐标位置，包括以下步骤：
确定所述无线信号源相对于所述第一比幅测向天线的方向角θ1、相对于所述第二比幅测向天线的方向角θ2；
根据所述第一比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)和所述方向角θ1确定无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据所述第二比幅测向天线的位置坐标(x2,y2)和所述方向角θ2确定所述无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2，其中，a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2；
根据所述第一直线y＝a1x+b1和所述第二直线y＝a2x+b2确定所述无线信号源的位置坐标(x,y)，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
可选的，第一比幅测向天线包括第一卫星定位模块；第二比幅测向天线均包括第二卫星定位模块；
第一比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)由所述第一卫星定位模块确定；
第二比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)由所述第二卫星定位模块确定。
可选的，所述第一卫星定位模块和所述第二卫星定位模块均为北斗定位模块或者GPS定位模块。
本发明还提供一种无线信号源定位装置，包括：
第一比幅测向天线，用于确定无线信号源相对于自身的方向角θ1；
第二比幅测向天线，用于确定无线信号源相对于自身的方向角θ2；
所述第一比幅测向天线和所述第二比幅测向天线的位置不重合；
坐标计算单元，用于根据所述第一比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)和所述方向角θ1确定所述无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据所述第二比幅测向天线的位置坐标(x2,y2)和所述方向角θ2确定所述无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2，其中，a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2；以及，
根据所述第一直线y＝a1x+b1和所述第二直线z＝a2x+b2确定无线信号源的位置坐标(x,y)，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
可选的，所述第一比幅测向天线包括第一卫星定位模块，第一比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)由所述第一卫星定位模块确定；
第二比幅测向天线均包括第二卫星定位模块，第二比幅测向天线的位置坐标(x1,y1)由所述第二卫星定位模块确定。
可选的，所述第一卫星定位模块和所述第二卫星定位模块均为北斗定位模块或者GPS定位模块。
可选的，还包括用于输出所述位置坐标(x,y)的数据输出单元。
本发明提供的无线信号源定位方法和定位装置，采用两个比幅测向天线分别确定无线信号源的方向角θ1和θ2，并结合两个比幅测向天线的位置坐标确定无线信号源的位置坐标，实现了无线信号源的精确定位，便于快速找到无线信号源。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1是本发明实施例提供的无线信号源定位装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的无线信号源定位原理图；
图3是本发明实施例提供的无线信号源定位方法的流程图；
其中：11-第一比幅测向天线，111-第一卫星定位模块，12-第二比幅测向天线，121-第二卫星定位模块，13-坐标计算单元，14-数据输出单元。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1是本发明实施例提供的无线信号源定位装置的示意图。如图1所示，本发明实施例提供的无线信号源定位装置包括第一比幅测向无线11、第二比幅测向天线12和坐标计算单元13。
其中第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12的位置不重合，并且最好相互之间具有较大的距离。第一比幅测向天线11用于测量无线信号源相对于自身的方向角θ1；第二比幅测向天线12用于测量无线信号源相对于自身的方向角θ2。
坐标计算单元13和第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12均连接，可接收第一部分测向天线测量的方向角θ1和第二比幅测向天线12测量的方向角θ2。
如图1所示，在第一比幅测向天线11内还包括第一卫星定位模块111，在第二比幅测向天线12内还包括第二卫星定位模块121。第一卫星定位模块111可以根据接收的卫星信号确定第一比幅测向天线11的位置坐标(x1,y1)，第二卫星定位模块121可以根据接收到的卫星信号确定第二比幅测向天线12的位置坐标(x2,y2)；第一卫星定位模块111和第二卫星定位模块121分别将确定的位置坐标(x1,y1)和(x2,y2)发送给坐标计算单元13。
坐标计算单元13在接收到第一比幅测向天线11确定的方向角θ1和第一卫星定位模块111确定的位置坐标(x1,y1)后，可以计算无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，具体的：a1由方向角θ1直接确定，b1由a1和(x1,y1)确定，a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1；。同样的，坐标计算单元13在接收到第二比幅测向天线12确定的方向角θ2和第二卫星定位模块121确定的位置坐标(x2,y2)后可以计算无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2，,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2。
随后坐标计算单元13可以根据第一直线y＝a1x+b1和第二直线y＝a2x+b2确定无线信号源的位置坐标(x,y)。具体的，无线信号源的位置是第一直线和第二直线的交点，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
图2是本发明实施例提供的无线信号源定位原理图，其体现了本无线信号源定位装置的工作原理。
本实施例中，第一比幅测向天线11采用第一卫星定位模块111确定自身的位置坐标(x1,y1)，第二比幅测向天线12采用第二卫星定位模块121确定自身的位置坐标(x2,y2)，因此第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12可以保持移动状态，并随时根据自身坐标变化重新定位无线信号源。
当然，在其他实施例中，第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12也可以直接放置在特定位置坐标处，不再设置前述的第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12。
具体应用中，本实施例中的第一卫星定位模块111和第二卫星定位模块121可以是北斗定位模块、GPS定位模块、GNSS或者伽利略定位模块中的任意一种，也可以是同时兼容以上各个定位模块。但是，为了保证第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12的位置坐标具有相同的基准，两个卫星定位模块必须为相同类型的定位模块。
如图1所示，本实施例提供的无线信号源定位装置除了具有前述的组件外，还包括数据输出单元14；数据输出单元14用于输出无线信号源的位置坐标(x,y)；当然，数据输出单元14也可以输出第一比幅测向天线11的位置坐标和第二比幅天线的位置坐标。为了便于指引查找人员快速找到无线信号源，本实施例中数据输出单元14还集成有地图，无线信号源的位置显示在地图中。
应当注意，本实施例中，第一比幅测向天线11和第二比幅测向天线12内均包括测量基线、数据处理模块和相应的数据传输模块，以利用测量基线分别确定对应的方向角θ1和方向角θ2，并将相应的方向角发送给坐标计算单元13。
本实施例中，坐标计算单元13可以采用单一的主机，也可以是与第一比幅测向天线11和第二比幅测量天线之一集成在一起。
此外，第一比幅测向天线11、第二比幅测向天线12均应当包括相应的供电电源和对应的稳压整流设备。考虑到本实施例提供的无线信号源定位装置多使用在野外环境，特别是复杂恶劣环境中，其防水、防尘和耐盐雾性能达到设定的标准，具体的防护性能至少达到IP66级别、使用环境可以在-20℃-+50℃之间；供电电源连续使用时间至少为4小时。
除了提供前述的无线信号源定位装置外，本发明实施例还提供一种采用前述装置的无线信号源定位方法。图3是本发明实施例提供的无线信号源定位方法的流程图；如图3所示，本实施例提供的无线信号源定位方法包括以下步骤。
S101：确定所述无线信号源相对于所述第一比幅测向天线11的方向角θ1、相对于所述第二比幅测向天线12的方向角θ2。
S102：根据所述第一比幅测向天线11的位置坐标(x1,y1)和所述方向角θ1确定无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据所述第二比幅测向天线12的位置坐标(x2,y2)和所述方向角θ2确定所述无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2，其中a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2。
S103：根据所述第一直线y＝a1x+b1和所述第二直线z＝a2x+b2确定所述无线信号源的位置坐标(x,y)，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
其中第一比幅测向天线11的位置坐标第一比幅测向天线11的位置坐标(x1,y1)由所述第一卫星定位模块111确定；第二比幅测向天线12的位置坐标(x2,y2)由所述第二卫星定位模块121确定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种无线信号源定位方法，采用位置不重合的第一比幅测向天线(11)和第二比幅测向天线(12)确定所述无线信号源的坐标位置，其特征在于，包括以下步骤：
确定所述无线信号源相对于所述第一比幅测向天线(11)的方向角θ1、相对于所述第二比幅测向天线(12)的方向角θ2；
根据所述第一比幅测向天线(11)的位置坐标(x1,y1)和所述方向角θ1确定无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据所述第二比幅测向天线(12)的位置坐标(x2,y2)和所述方向角θ2确定所述无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2；其中，a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2；
根据所述第一直线y＝a1x+b1和所述第二直线z＝a2x+b2确定所述无线信号源的位置坐标(x,y)，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
2.根据权利要求1所述的无线信号源的定位方法，其特征在于：
所述第一比幅测向天线(11)包括第一卫星定位模块(111)；所述第二比幅测向天线(12)均包括第二卫星定位模块(121)；
所述第一比幅测向天线(11)的位置坐标(x1,y1)由所述第一卫星定位模块(111)确定；
所述第二比幅测向天线(12)的位置坐标(x1,y1)由所述第二卫星定位模块(121)确定。
3.根据权利要求2所述的无线信号源的定位方法，其特征在于：
所述第一卫星定位模块(111)和所述第二卫星定位模块(121)均为北斗定位模块或者GPS定位模块。
4.一种无线信号源定位装置，其特征在于，包括：
第一比幅测向天线(11)，用于确定无线信号源相对于自身的方向角θ1；
第二比幅测向天线(12)，用于确定无线信号源相对于自身的方向角θ2；
所述第一比幅测向天线(11)和所述第二比幅测向天线(12)的位置不重合；
坐标计算单元(13)，用于根据所述第一比幅测向天线(11)的位置坐标(x1,y1)和所述方向角θ1确定所述无线信号源所在的第一直线y＝a1x+b1，根据所述第二比幅测向天线(12)的位置坐标(x2,y2)和所述方向角θ2确定所述无线信号源所在的第二直线z＝a2x+b2，其中，a1＝tanθ1,b1＝y1-x1tanθ1,a2＝tanθ2,b2＝y2-x2tanθ2；以及，
根据所述第一直线y＝a1x+b1和所述第二直线z＝a2x+b2确定无线信号源的位置坐标(x,y)，x＝(b2-b1)/(a1-a2)，y＝a1(b2-b1)/(a1-a2)+b1。
5.根据权利要求4所述的无线信号源定位装置，其特征在于：
所述第一比幅测向天线(11)包括第一卫星定位模块(111)，第一比幅测向天线(11)的位置坐标(x1,y1)由所述第一卫星定位模块(111)确定；
第二比幅测向天线(12)均包括第二卫星定位模块(121)，第二比幅测向天线(12)的位置坐标(x1,y1)由所述第二卫星定位模块(121)确定。
6.根据权利要求5所述的无线信号源定位装置，其特征在于：
所述第一卫星定位模块(111)和所述第二卫星定位模块(121)均为北斗定位模块或者GPS定位模块。
7.根据权利要求6所述的无线信号源定位装置，其特征在于：
还包括用于输出所述位置坐标(x,y)的数据输出单元(14)。
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