CN111208540B - 一种无人机的探测定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人机的探测定位系统及方法，涉及探测定位技术领域。该系统包括：中心处理站、多个侦收站；中心处理站包括：第一卫星模块、第一处理器、第一卫星天线、第一数据链路模块；其中，所述第一卫星模块和所述第一数据链路模块分别连接所述第一处理器；每个侦收站包括：第二卫星模块、第二处理器、第二卫星天线、空地链路信号侦收模块、侦收天线、时间戳标定模块、第二数据链路模块；其中，空地链路信号侦收模块分别与侦收天线以及时间戳标定模块连接，第二卫星模块、空地链路信号侦收模块、时间戳标定模块以及第二数据链路模块分别连接第二处理器。应用本发明实施例，可以提高对无人机的探测定位精度。

Description

一种无人机的探测定位系统及方法

技术领域

本发明涉及探测定位技术领域，具体而言，涉及一种无人机的探测定位系统及方法。

背景技术

随着科技的进步，微小型无人机在航拍摄影、远程监测和航模爱好等领域得到了广泛的应用。近年来，微小型无人机擅自闯入政府部门空域、国土防空空域以及民用/军用机场净空区等事件多次发生，产生了严重的安全隐患，所以解决微小型无人机的探测定位问题得到了广泛的关注。

目前，无人机定位系统主要包括有源雷达系统和无源探测系统，该无源探测系统利用外辐射源信号的反射或散射对无人机进行探测定位。

然而，只有当外辐射源有信号时，该无源探测系统才能对无人机进行探测定位，并且，微小型无人机的反射面积小，这样会使无人机的探测定位精度降低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种无人机的探测定位系统及方法，可以提高对无人机的探测定位精度。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机的探测定位系统，包括：中心处理站、多个侦收站；所述中心处理站包括：第一卫星模块、第一处理器、第一卫星天线、第一数据链路模块和第一数据链路收发天线；其中，所述第一卫星模块连接所述第一卫星天线，所述第一卫星模块和所述第一数据链路模块分别连接所述第一处理器；

所述多个侦收站分别布置于监测空域的不同位置，每个侦收站包括：第二卫星模块、第二处理器、第二卫星天线、空地链路信号侦收模块、侦收天线、时间戳标定模块、第二数据链路模块和第二数据链路收发天线；其中，所述第二卫星模块分别与所述第二卫星天线、所述空地链路信号侦收模块以及所述时间戳标定模块连接，所述空地链路信号侦收模块分别与所述侦收天线以及所述时间戳标定模块连接，所述第二卫星模块、所述空地链路信号侦收模块、所述时间戳标定模块以及所述第二数据链路模块分别连接所述第二处理器；所述中心处理站中的所述第一数据链路模块用于通过所述第二数据链路模块与所述每个侦收站进行通信连接。

可选地，所述多个侦收站分别布置于所述监测空域中的陆地上的不同位置，或者，分别布置于所述监测空域中的不同移动平台上。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机的探测定位方法，所述方法应用于第一方面的无人机的探测定位系统中的所述多个侦收站，所述方法包括：

通过所述第二卫星模块和所述第二卫星天线，进行空间定位，确定本侦收站的空间位置；

根据同一时刻通过所述第二卫星模块和所述第二卫星天线，采取卫星共视方法实现与其它侦收站和所述中心处理站之间的时间频率同步；

通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测；

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字，所述搜索信号描述字用于使得所述中心处理站根据所述多个侦收站的搜索信号描述字得到电磁搜索结果；

通过所述数据链路，获取来自所述中心处理站根据所述电磁搜索结果下发的探测定位指令；

通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线对所述探测定位指令所指示的频段的空地链路信号进行接收和处理，得到所述空地链路信号对应的同步脉冲序列；

通过时间戳标定模块，将所述同步脉冲序列与本侦收站的时间基准进行比较，获得所述空地链路信号到达本侦收站的时间戳序列，形成所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字；

通过所述数据链路，向所述中心处理站发送所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及本侦收站的空间位置，以使得所述中心处理站根据来自所述多个侦收站的定位信号描述字和各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

可选地，所述通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测之前，所述方法还包括：

在所述时间频率同步后，通过所述第二数据链路模块，与所述其它侦收站和所述中心处理站进行组网，建立所述数据链路。

可选地，所述通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测，包括：

根据预设的监测周期，通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测。

可选地，所述若监测到的所述空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字，包括：

通过所述第二处理器判断所述空地链路信号侦收模块监测到的空域电磁信号的包络是否满足预设的包络门限；

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述空域电磁信号的参数；

通过所述第二处理器将提取到的所述空域电磁信号的参数生成搜索信号描述字；

通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述搜索信号描述字。

可选地，所述若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述空域电磁信号的参数，包括：

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则利用本侦收站的本振信号对所述空域电磁信号进行下变频，得到所述空域电磁信号对应的中频信号，其中，所述本振信号由本侦收站的频率基准信号通过频率合成器产生；

通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述中频信号信号的参数。

第三方面，本发明实施例还提供了一种无人机的探测定位方法，所述方法应用于第一方面的无人机的探测定位系统中的所述中心处理站，所述方法包括：

根据同一时刻通过所述第一卫星模块和所述第一卫星天线，采用卫星共视方法实现与所述多个侦收站之间的时间频率同步；

通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自所述各侦收站探测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字；

根据多个所述侦收站的搜索信号描述字，得到电磁搜索结果；

根据所述电磁搜索结果，通过所述数据链路向所述各侦收站下发探测定位指令，所述探测定位指令用于使得所述各侦收站通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线对所述探测定位指令所指示的频段的空地链路信号进行接收和处理；

通过所述数据链路获取所述各侦收站发送的所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及所述各侦收站的空间位置；

根据所述多个侦收站的定位信号描述字和所述各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

可选地，所述通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自所述各侦收站探测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字，包括：

在所述时间频率同步后，通过所述第一数据链路模块，与所述多个侦收站进行组网，建立所述数据链路。

可选地，所述每个侦收站的定位信号描述字包括：所述每个侦收站监测到的空地链路信号到达所述每个侦收站的时间戳序列，其中，所述侦收站包括侦收基准站以及侦收副站；所述根据所述多个侦收站的定位信号描述字和所述各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位，包括：

根据所述多个侦收站的定位信号描述字中的所述时间戳序列，得到所述空地链路信号到达多个所述侦收副站与所述侦收基准站之间的时间差序列；

根据所述时间差序列和所述各侦收站的空间位置，对所述目标无人机进行空间定位，得到所述目标无人机的位置序列；

根据所述目标无人机的位置序列，得到所述目标无人机的飞行航线。

可选地，所述每个侦收站的定位信号描述字还包括：所述每个侦收站监测到的空地链路信号的信号特征。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的一种无人机的探测定位系统及方法，通过侦收站中的空地链路信号侦收模块以及侦收天线直接侦收无人机机载辐射源发射的空地链路信号，实现对无人机目标的探测，该系统还通过第二卫星模块实现侦收站的定位，以及将第二卫星模块以及第一卫星模块相结合，采用卫星共视方法使中心处理站和侦收站时间频率同步，使空地链路信号到达侦收站的时间差估计精度高，该系统可以提高对无人机的探测定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人机的探测定位系统示意图；

图2为本发明实施例在侦收站端的一种无人机的探测定位方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种搜索信号描述字生成方法的流程示意图；

图4为本发明实施例在中心处理站端的一种无人机的探测定位方法的流程示意图；

图5为本发明实施例在中心处理站端的另一种无人机的探测定位方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

图1为本发明实施例提供的一种无人机的探测定位系统示意图，如图1所示，该系统可以包括：中心处理站1、多个侦收站；该中心处理站1包括：第一卫星模块10、第一处理器11、第一卫星天线101、第一数据链路模块12和第一数据链路收发天线121；其中，第一卫星模块10连接第一卫星天线101，第一卫星模块10和第一数据链路模块12分别连接第一处理器11；

多个侦收站可以分别布置于监测空域的不同位置，每个侦收站可以包括：第二卫星模块20、第二处理器21、第二卫星天线201、空地链路信号侦收模块22、侦收天线221、时间戳标定模块23、第二数据链路模块24和第二数据链路收发天线241；其中，第二卫星模块20分别与第二卫星天线201、空地链路信号侦收模块22以及时间戳标定模块23连接，空地链路信号侦收模块22分别与侦收天线221以及时间戳标定模块23连接，第二卫星模块20、空地链路信号侦收模块22、时间戳标定模块23以及第二数据链路模块24分别连接第二处理器21；中心处理站1中的第一数据链路模块12用于通过第二数据链路模块24与每个侦收站进行通信连接。

具体的，中心处理站1中的第一卫星模块10可以称为GPS/北斗共视时间同步模块，第一卫星天线101可以称为GPS/北斗双模天线，第一卫星模块10可以通过第一卫星天线101接收GPS/北斗卫星100的卫星信号，用于与侦收站时间频率同步。第一处理器11可以称为综合数据处理器，第一处理器11可以计算出无人机200发送的空地链路信号从无人机200到达侦收站之间的到达时间差序列。第一数据链路模块12可以通过第一数据链路收发天线121接收侦收站发送的信息，其中，第一卫星模块10和第一数据链路模块12分别连接第一处理器11，第一处理器11可以与第一数据链路模块12之间进行双向通信。

相应的，图1中可以有多个侦收站，该侦收站可以包括一个侦收基准站2和预设多个侦收副站3，侦收副站3的个数可以大于等于3，图1中表示了有3个侦收副站3，可以为侦收副站3标号，如一号侦收副站、二号侦收副站以及三号侦收副站，其中，侦收基准站2和侦收副站3的组成结构相同，此处以侦收基准站2为例进行说明。侦收基准站2中的第二卫星模块20可以称为GPS/北斗定位和共视时间同步模块，第二卫星天线201可以称为GPS/北斗双模天线，第二处理器21可以称为数据处理器，侦收天线221可以称为空地链路信号侦收天线。具体的，第二卫星模块20可以通过第二卫星天线201接收GPS/北斗卫星100的卫星信号，并且用于对所属的侦收站进行定位，保存该侦收站对应的三维空间位置坐标，第二卫星模块20结合第一卫星模块10，使中心处理站1与侦收站时间频率同步。空地链路信号侦收模块22可以通过侦收天线221对无人机200上的机载辐射源发射的空地链路信号进行搜索、接收以及处理等，时间戳标定模块23可以用于对无人机200发射的空地链路信号分别到达侦收基准站2和多个侦收副站3的时间戳的精准标定，第二处理器21可以与第二数据链路模块24之间进行双向通信，侦收基准站2与多个侦收副站3可以通过第二数据链路模块24，以及第二数据链路收发天线241将探测定位无人机200的位置需要的信息发送给中心处理站1，中心处理站1中的第一数据链路模块12以及第一数据链路收发天线121用于接收该信息，并将该信息传输给第一处理器11，第一处理器11可以采用时差解析定位方法解析出无人机200的空间位置。

综上所述，本发明提供的无人机的探测定位系统，通过侦收站中的空地链路信号侦收模块以及侦收天线直接侦收无人机机载辐射源发射的空地链路信号，实现对无人机目标的探测，该系统还通过第二卫星模块实现侦收站的定位，以及将第二卫星模块以及第一卫星模块相结合，采用卫星共视方法使中心处理站和侦收站时间频率同步，使空地链路信号到达侦收站的时间差估计精度高，该系统可以提高对无人机的探测定位精度。

进一步的，侦收站可以分别布置于监测空域中的陆地上的不同位置，也可以分别布置于该监测空域中的不同移动平台上，举例来说，当无人机的探测定位系统包络一个中心处理站1，一个侦收基准站2以及3个侦收副站3时，可以将中心处理站1以及侦收站布置于预设监测空域的陆地上，侦收基准站2可以布置于多个侦收副站3的中心位置，中心处理站1的位置不做限定；也可以将侦收站布置于飞机上，装载侦收基准站2的飞机位于装载侦收副站3的飞机的中心位置上，中心处理站1的位置一般布置在陆地上。

图2为本发明实施例在侦收站端的一种无人机的探测定位方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括：

S201、通过第二卫星模块和第二卫星天线，进行空间定位，确定本侦收站的空间位置。

具体的，第二卫星模块可以具有通过GPS/北斗卫星进行定位的功能，与第二卫星模块连接的第二卫星天线既可以接收GPS卫星信号，又可以接收北斗卫星信号。在侦收站通电后，通过第二卫星模块和第二卫星天线，可以对所属的侦收站进行空间定位，获取本侦收站在空间位置的三维坐标信息，并将该信息存储在第二卫星模块中。

S202、根据同一时刻通过该第二卫星模块和该第二卫星天线，采取卫星共视方法实现与其它侦收站和中心处理站之间的时间频率同步。

具体的，按照约定的共视比对时间表，可以找到能够同一时刻可以看到同一GPS/北斗卫星信息，其中，该共视比对时间表中的信息可以为每个侦收站以及中心处理站在同一时刻看到同一GPS/北斗卫星信息，第二卫星模块可以具有通过GPS/北斗卫星进行时间频率同步的功能。首先可以在同一时刻通过每个侦收站的第二卫星单元(包括第二卫星模块和第二卫星天线)以及中心处理站的第一卫星单元(包括第一卫星模块和第一卫星天线)接收GPS/北斗卫星的信号，然后测量每个侦收站以及中心处理站的原子/晶体频标与接收到的GPS/北斗卫星的信号时钟之间的钟差和频率差，最后可以根据各自的钟差调整本侦收站时钟的秒脉冲和时间信息使其与GPS/北斗卫星时钟一致，还可以根据各自的频率差对本侦收站的原子/晶体频标进行驯服，可以使走得快的侦收站走的慢一点，走的慢的侦收站走的快一点，最终使每个侦收站与中心处理站时间频率同步。

同时，还可以通过每个侦收站中的第二数据链路模块将各自时间频率同步完成状态发送给中心处理站的第一数据链路模块，其中，中心处理站中的第一数据链路模块与每个侦收站中的第二数据链路模块进行有线通信连接，比如光纤、同轴电缆等，这里不对此进行限定，或者，中心处理站中的第一数据链路模块与第一数据链路天线连接，每个侦收站中的第二数据链路模块与第二数据链路天线连接，每个侦收站的时间频率同步完成状态可以通过第一数据链路天线传输给中心处理站中的第一数据链路单元(包括第一数据链路模块以及第一数据链路天线)，其中，中心处理站中的第一数据链路模块与每个侦收站中的第二数据链路模块具有无线通信连接。

S203、通过空地链路信号侦收模块和侦收天线进行空域电磁信号的监测。

具体的，多个侦收站在中心处理站的统一协调下，通过侦收单元(包括空地链路信号侦收模块和侦收天线)对空域电磁信号进行监测，监测的过程可以按照预设的规则进行，比如按照频域搜索顺序对空域电磁信号进行搜索。

S204、若监测到的该空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与该中心处理站间的数据链路向该中心处理站发送该空域电磁信号对应的搜索信号描述字，该搜索信号描述字用于使得该中心处理站根据多个侦收站的搜索信号描述字得到电磁搜索结果。

具体的，由于空域中有很多干扰信号或者和目标无人机工作频段很相近的信号，所以可以先对监测到的空域电磁信号进行判断，可以将无人机空地链路信号的特征作为判断标准。将监测到的空域电磁信号的特征与无人机空地链路信号的特征进行对比，如果相似度超过门限值，则认为该空域电磁信号属于无人机空域链路信号，并将该空域电磁信号的特征提取出来形成搜索信号描述字。

同时，侦收站可以将该搜索信号描述字通过中心处理站之间的数据链路将该搜索信号描述字发送给该中心处理站，该中心处理站可以按照一定的规则对该搜索信号描述字进行分析，得到多个侦收站的搜索信号描述字对应的电磁搜索结果。

S205、通过该数据链路，获取来自该中心处理站根据该电磁搜索结果下发的探测定位指令。

具体的，该中心处理站中的第一处理器对接收到的搜索信号描述字按照一定的规则进行分析，比如每个侦收站的搜索信号描述字中要有同一个频段对应的空域电磁信号，如果其中一个侦收站没有，那么重新搜索，如果有，形成对无人机进行探测定位指令，并将该探测定位指令通过数据链路发送给每个侦收站。

S206、通过该空地链路信号侦收模块和该侦收天线对该探测定位指令所指示的频段的空地链路信号进行接收和处理，得到所述空地链路信号对应的同步脉冲序列。

具体的，侦收站中的第二处理器将第二数据链路单元接收到的探测定位指令转发给该空地链路信号侦收模块，然后可以通过该侦收天线对该探测定位指令所指示的频段的空地链路信号进行接收，再通过该空地链路信号侦收模块对接收到的空地链路信号进行处理，可以得到该空地链路信号对应的同步脉冲序列，该同步脉冲序列可以是载波同步脉冲序列，也可以是码元同步脉冲序列，这里不对此进行限定。

S207、通过时间戳标定模块，将该同步脉冲序列与本侦收站的时间基准进行比较，获得该空地链路信号到达本侦收站的时间戳序列，形成所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字。

具体的，可以将该同步脉冲序列首先发送给时间戳标定模块，然后可以通过该时间戳标定模块将该同步脉冲序列与本侦收站的时间基准进行比较，该时间基准为第二卫星模块产生的重复脉冲序列，最后可以得到该同步脉冲序列到达本侦收站的时间戳序列，将该同步脉冲序列的特征提取出来，形成该频段的空地链路信号对应的定位信号描述字。

S208、通过该数据链路，向该中心处理站发送该频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及本侦收站的空间位置，以使得该中心处理站根据来自多个侦收站的定位信号描述字和各侦收站的空间位置对该频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

具体的，该数据链路为侦收站和中心处理站之间进行通信的数据链路，即通过第二数据链路单元和第一数据链路单元组成的数据链路。可以通过第二数据链路单元，将该频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及本侦收站的空间位置发送给第二数据链路单元，第二数据链路单元又将该定位信号描述字以及本侦收站的空间位置发送给该中心处理站中的第一处理器，其中侦收站可以包括一个侦收基准站，多个侦收副站。该第一处理器根据所述每个侦收站的定位信号描述字中的时间戳序列，得到该空地链路信号到达每个侦收副站和侦收基准站的时间差序列，再根据该时间差序列和各侦收站的空间位置，对目标无人机进行空间定位，得到该目标无人机的位置序列，然后根据该目标无人机的位置序列，得到该目标无人机的飞行航线。

进一步的，在上述图2的S203步骤之前，该方法还可以包括：在时间频率同步后，通过第二数据链路模块，与其它侦收站和中心处理站进行组网，建立数据链路。

具体的，第二数据链路模块可以采用时分多址接入方式与其它侦收站和中心处理站组成一个自组织无线网络。

进一步的，通过空地链路信号侦收模块和侦收天线进行空域电磁信号的监测，包括：根据预设的监测周期，通过该空地链路信号侦收模块和该侦收天线进行空域电磁信号的监测。

图3为本发明实施例提供的一种搜索信号描述字生成方法的流程示意图。如图3所示，该方法可以包括：

S301、通过第二处理器判断该空地链路信号侦收模块监测到的空域电磁信号的包络是否满足预设的包络门限。

具体的，可以按照预设的监测周期和预设的频域搜索顺序，通过侦收单元(包括空地链路信号侦收模块和侦收天线)对空域电磁信号进行监测，可以通过第二处理器判断所监测到的空域电磁信号是否大于预设的包络门限，该空域电磁信号只有在大于预设的包络门限时，第二处理器才会对其进行后续的处理。

S302、若监测到的该空域电磁信号满足预设的包络门限，则通过该第二处理器给该空地链路侦收模块发送提取指令，使该空地链路侦收模块提取该空域电磁信号的参数。

当监测到的该空域电磁信号大于预设的包络门限时，则确定该空域电磁信号的频段是否满足预设的频域特征，若该空域电磁信号的频段满足该预设的频域特征，对该空域电磁信号进行滤波和低噪声放大。同时，每个侦收站的空地链路信号侦收模块根据本侦收站的本振信号对滤波和低噪声放大的该空域电磁信号进行下变频，得到中频模拟信号，然后通过模/数(A/D)转换器换为数字中频信号，其中，该本振信号是在多个侦收站之间频率同步稳定后，由本侦收站的第二卫星模块输出的频率基准信号通过频率合成器产生的，保证多个侦收站中空地链路接收模块的本振频率相干一致。

其中，该频率基准信号可以为1MHz、5MHz或10MHz的连续波信号。当得到该数字中频信号后，则可以通过第二处理器给空地链路侦收模块发送提取指令，使空地链路侦收模块利用高速数字信号处理平台提取该数字中频信号的参数。

S303、通过第二处理器将提取到的空域电磁信号的参数生成搜索信号描述字。

具体的，空地链路侦收模块通过利用高速数字信号处理平台完成该空地链路信号的中心频率、带宽、符号速率和脉冲形状等参数的估计以及调制方式识别等，并可以通过第二处理器记录该信号的中心频率、带宽、符号速率等信号参数，并生成搜索信号描述字。

S304、通过与中心处理站间的数据链路向该中心处理站发送该搜索信号描述字。

具体的，每个侦收处理站将各自的搜索信号描述字通过数据链路发送给中心处理站，该数据链路包括第一数据链路单元和第二数据链路单元组成的数据链路。

图4为本发明实施例在中心处理站端的一种无人机的探测定位方法的流程示意图。如图4所示，该方法可以包括：

S401、根据同一时刻通过第一卫星模块和第一卫星天线，采用卫星共视方法实现与多个侦收站之间的时间频率同步。

S402、通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自各侦收站监测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字。

S403、根据多个侦收站的搜索信号描述字，得到电磁搜索结果。

S404、根据该电磁搜索结果，通过该数据链路向各侦收站下发探测定位指令，该探测定位指令用于使得各侦收站通过空地链路信号模块和侦收天线对该探测定位指令所指示的频段的空地链路信号进行接收和处理。

S405、通过该数据链路获取各侦收站发送的该频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及各侦收站的空间位置。

S406、根据多个侦收站的定位信号描述字和各侦收站的空间位置对该频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

进一步的，通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自各侦收站探测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字，可以包括：在时间频率同步后，通过第一数据链路模块，与多个侦收站进行组网，建立数据链路。

进一步的，每个侦收站的定位信号描述字可以包括：每个侦收站监测到的空地链路信号到达每个侦收站的时间戳序列，其中，该侦收站包括侦收基准站以及侦收副站；根据多个侦收站的定位信号描述字和各侦收站的空间位置对该频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

图5为本发明实施例在中心处理站端的另一种无人机定位方法的流程示意图。如图5所示，该方法可以包括：

S501、根据多个侦收站的定位信号描述字中的时间戳序列，得到空地链路信号到达多个侦收副站与侦收基准站之间的时间差序列。

S502、根据该时间差序列和各侦收站的空间位置，对该目标无人机进行空间定位，得到该目标无人机的位置序列。

S503、根据该目标无人机的位置序列，得到该目标无人机的飞行航线。

上述中心处理站端的无人机的探测定位方法在描述侦收站端的无人机的探测定位方法中已描述，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所给出的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种无人机的探测定位系统，其特征在于，包括：中心处理站、多个侦收站；所述中心处理站包括：第一卫星模块、第一处理器、第一卫星天线、第一数据链路模块和第一数据链路收发天线；其中，所述第一卫星模块连接所述第一卫星天线，所述第一卫星模块和所述第一数据链路模块分别连接所述第一处理器；

所述多个侦收站分别布置于监测空域的不同位置，每个侦收站包括：第二卫星模块、第二处理器、第二卫星天线、空地链路信号侦收模块、侦收天线、时间戳标定模块、第二数据链路模块和第二数据链路收发天线；其中，所述第二卫星模块分别与所述第二卫星天线、所述空地链路信号侦收模块以及所述时间戳标定模块连接，所述空地链路信号侦收模块分别与所述侦收天线以及所述时间戳标定模块连接，所述第二卫星模块、所述空地链路信号侦收模块、所述时间戳标定模块以及所述第二数据链路模块分别连接所述第二处理器；所述中心处理站中的所述第一数据链路模块用于通过所述第二数据链路模块与所述每个侦收站进行通信连接；

其中，所述第二处理器，用于判断所述空地链路信号侦收模块监测到的空域电磁信号的包络是否满足预设的包络门限；

若所述空域电磁信号的包络满足所述预设的包络门限，所述第二处理器，还用于判断所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段是否满足预设的频域特征；

若所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段满足所述预设的频域特征，则所述第二处理器，还用于通过所述第二数据链路模块向所述第一处理器发送所述满足预设的频域特征的所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字；

所述第一处理器，用于判断各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中是否包含同一频段的空域电磁信号；

若各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中包含所述同一频段的空域电磁信号，则所述第一处理器，还用于将所述频段的探测定位指令通过所述第一数据链路模块发送给所述第二处理器；

所述第二处理器，还用于根据所述探测定位指令控制所述空地链路信号侦收模块对所述频段的空地链路信号进行接收和处理；

所述空地链路信号侦收模块，用于将接收到的所述探测定位指令所指示的所述频段的空地链路信号转换为同步脉冲序列，所述同步脉冲序列为载波同步脉冲序列或者码元同步脉冲序列；

所述时间戳标定模块，用于根据所述空地链路信号侦收模块发送的所述同步脉冲序列以及所述第二卫星模块发送的时间基准，得到所述空地链路信号到达所述侦收站的时间戳序列；

所述中心处理站，用于根据所述时间戳序列对应的定位信号描述字以及所述侦收站的空间位置对所述空地链路信号对应的目标无人机进行定位。

2.根据权利要求1所述的探测定位系统，其特征在于，所述多个侦收站分别布置于所述监测空域中的陆地上的不同位置，或者，分别布置于所述监测空域中的不同移动平台上。

3.一种无人机的探测定位方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1或2中所示的无人机的探测定位系统中的所述多个侦收站，所述方法包括：

通过所述第二卫星模块和所述第二卫星天线，进行空间定位，确定本侦收站的空间位置；

根据同一时刻通过所述第二卫星模块和所述第二卫星天线，采取卫星共视方法实现与其它侦收站和所述中心处理站之间的时间频率同步；

通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测；

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字，所述搜索信号描述字用于使得所述中心处理站根据所述多个侦收站的搜索信号描述字得到电磁搜索结果；

通过所述数据链路，获取来自所述中心处理站根据所述电磁搜索结果下发的探测定位指令，其中，利用所述中心处理站中的第一处理器判断各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中是否包含同一频段的空域电磁信号；若各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中包含所述同一频段的空域电磁信号，则利用所述第一处理器将所述频段的探测定位指令通过所述数据链路发送给所述侦收站中的第二处理器；

通过所述第二处理器、所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线对所述探测定位指令所指示的所述频段的空地链路信号进行接收和处理，得到所述空地链路信号对应的同步脉冲序列，所述同步脉冲序列为载波同步脉冲序列或者码元同步脉冲序列；

通过时间戳标定模块，将所述同步脉冲序列与本侦收站的时间基准进行比较，获得所述同步脉冲序列到达本侦收站的时间戳序列，形成所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字；

通过所述数据链路，向所述中心处理站发送所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及本侦收站的空间位置，以使得所述中心处理站根据来自所述多个侦收站的定位信号描述字和各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定

其中，所述若监测到的所述空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字，包括：

通过所述第二处理器判断所述空地链路信号侦收模块监测到的空域电磁信号的包络是否满足预设的包络门限；

若所述空域电磁信号的包络满足所述预设的包络门限，通过所述第二处理器判断所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段是否满足预设的频域特征；

若所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段满足所述预设的频域特征，通过所述第二处理器以及所述第二数据链路模块向所述第一处理器发送所述满足预设的频域特征的所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测之前，所述方法还包括：

在所述时间频率同步后，通过所述第二数据链路模块，与所述其它侦收站和所述中心处理站进行组网，建立所述数据链路。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测，包括：

根据预设的监测周期，通过所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线进行空域电磁信号的监测。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若监测到的所述空域电磁信号满足预设的无人机空地链路信号的特征，则通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字，包括：

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述空域电磁信号的参数；

通过所述第二处理器将提取到的所述空域电磁信号的参数生成搜索信号描述字；

通过与所述中心处理站间的数据链路向所述中心处理站发送所述搜索信号描述字。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述空域电磁信号的参数，包括：

若监测到的所述空域电磁信号满足预设的包络门限，则利用本侦收站的本振信号对所述空域电磁信号进行下变频，得到所述空域电磁信号对应的中频信号，其中，所述本振信号由本侦收站的频率基准信号通过频率合成器产生；

通过所述第二处理器给所述空地链路侦收模块发送提取指令，使所述空地链路侦收模块提取所述中频信号的参数。

8.一种无人机的探测定位方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1或2所示的无人机的探测定位系统中的所述中心处理站，所述方法包括：

根据同一时刻通过所述第一卫星模块和所述第一卫星天线，采用卫星共视方法实现与所述多个侦收站之间的时间频率同步；

通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自所述各侦收站监测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字，其中，利用所述侦收站中的第二处理器判断所述空地链路信号侦收模块监测到的空域电磁信号的包络是否满足预设的包络门限；若所述空域电磁信号的包络满足所述预设的包络门限，则通过所述第二处理器判断所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段是否满足预设的频域特征；若所述满足所述预设的包络门限的空域电磁信号的频段满足所述预设的频域特征，则利用所述第二处理器以及所述第二数据链路模块向所述中心处理站中的第一处理器发送所述满足预设的频域特征的所述空域电磁信号对应的搜索信号描述字；

根据多个所述侦收站的搜索信号描述字，得到电磁搜索结果；

其中，所述根据多个所述侦收站的搜索信号描述字，得到电磁搜索结果，包括：

判断各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中是否包含同一频段的空域电磁信号；

若各个所述侦收站对应的搜索信号描述字中包含所述同一频段的空域电磁信号，则生成所述电磁搜索结果；

根据所述电磁搜索结果，通过所述数据链路向所述各侦收站下发探测定位指令，所述探测定位指令用于使得所述各侦收站通过所述第二处理器、所述空地链路信号侦收模块和所述侦收天线对所述探测定位指令所指示的所述频段的空地链路信号进行接收和处理；

通过所述数据链路获取所述各侦收站发送的所述频段的空地链路信号对应的定位信号描述字以及所述各侦收站的空间位置；

根据所述多个侦收站的定位信号描述字和所述各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过与各侦收站之间的数据链路，获取来自所述各侦收站探测到的空域电磁信号对应的搜索信号描述字，包括：

在所述时间频率同步后，通过所述第一数据链路模块，与所述多个侦收站进行组网，建立所述数据链路。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每个侦收站的定位信号描述字包括：所述每个侦收站监测到的空地链路信号到达所述每个侦收站的时间戳序列，其中，所述侦收站包括侦收基准站以及侦收副站；所述根据所述多个侦收站的定位信号描述字和所述各侦收站的空间位置对所述频段的空地链路信号对应的目标无人机进行空间定位，包括：

根据所述多个侦收站的定位信号描述字中的所述时间戳序列，得到所述空地链路信号到达多个所述侦收副站与所述侦收基准站之间的时间差序列；

根据所述时间差序列和所述各侦收站的空间位置，对所述目标无人机进行空间定位，得到所述目标无人机的位置序列；

根据所述目标无人机的位置序列，得到所述目标无人机的飞行航线。

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