CN111965423B - 一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统和方法，采用测向交叉定位算法和RSSI定位算法的混合加权定位算法对干扰源进行定位的技术方案，通过将两种定位算法的定位结果混合加权的方式减小了环境、信道噪声干扰以及天线测向误差角度对定位精度带来的影响，在对低空环境下的无线电干扰源定位时定位精度高、使用便利，较好的解决了低空环境下的无线电干扰源定位时定位精度低、使用便利性差的问题，可用于保障民用航空安全应用中。
Description
技术领域
本发明涉及室外无线电频谱监测与定位技术领域，具体涉及一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统和方法。
背景技术
现民航业快速发展，日益增长的航班数给顾客带来便利的同时，也给民航安全带来巨大的挑战。目前威胁民用航空安全的途径有两种：一方面是来自地面的无线电干扰，如未经政府允许设置的无线电台以及设置不规范所产生互调干扰的合法无线电台等；另一方面是缺乏针对“黑飞”无人机等低空目标的有效防控手段，如“全球鹰”、“苍鹭”等为代表的无人机不断对我国进行边境探查，对我国土安全造成极大威胁。
传统上民航无线电干扰排查由无线电管理委员会进行协助排查。无线电管理委员会通过设立监听点，对发生干扰的区域进行大范围监听，监听到干扰后使用车载移动站监听站进行监听，缩小监听范围，最后使用便携式信号查找仪进行定位。然而，由于高山、建筑物等各种障碍物的存在会导致反射、衍射、多径干扰等问题，从而使得干扰源的定位存在误差。此外，由于无线电管理委员会面向整个社会排查无线电干扰，因此资源有限，不能及时响应民航的需求。
发明内容
本发明所要解决的是现在无线电频谱监测与定位技术存在的定位精度不高的问题，提供一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统和方法，其具有干扰源定位精度高和使用便利的特点。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统，包括飞控设备、无人机、频谱接收机、机载发射机、地面接收机和地面移动站；飞控设备与无人机无线连接；频谱接收机和机载发射机搭载在无人机上，地面接收机和地面移动站设置在地面上；频谱接收机的输出端与机载发射机的输入端连接；机载发射机与地面接收机无线连接；地面接收机的输出端与地面移动站连接。
上述方案中，无人机为多旋翼油电混合动力无人机，飞控设备为多旋翼无人机飞控设备。
上述方案中，频谱接收机为DRM100频谱接收机。
上述系统所实现的一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，包括步骤如下：
步骤1、先在空中设置三个不同的升空测试点；再将任意两个升空测试点的连线在地面投影方向视为x轴，将与x轴垂直的地面投影方向视为y轴，以此建立坐标系；后记录三个升空测试点的地面投影坐标；
步骤2、通过飞控设备操纵无人机分别到达三个升空测试点，每次采样时令无人机在每个升空测试点上旋转一周；在无人机旋转的过程中，频谱接收机进行无线电信号频谱测量，并将测量到的无线电信号频谱通过机载发射机和地面接收机组成的双向宽带数据链传送至地面移动站；
步骤3、对于每个升空测试点，地面移动站对每次旋转一周所采样到的无线电信号频谱采用比幅测向方法测量出该升空测试点在每次采样下的最大信号强度及其对应的地面投影方向；
步骤4、在每次采样下，地面移动站利用每两个升空测试点的最大信号强度的地面投影方向进行测向交叉定位，得到每次采样下干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标；
步骤5、利用建立坐标系x轴的2个升空测试点所测得的最大信号强度的地面投影方向和已知的频谱接收机最大测向误差角度构建干扰源的优选区域，并保留处于干扰源的优选区域内的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标，并剔除保留处于干扰源的优选区域外的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标；
步骤6、将步骤5所保留的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)；
步骤7、在每次采样下，地面移动站利用三个升空测试点所测量出的最大信号强度进行信号强度定位，得到每次采样下干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标；
步骤8、在每次采样下，以升空测试点的地面投影坐标为圆心，以该升空测试点的地面投影坐标到干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标的距离为半径作圆，由此得到3个干扰源的辅助圆；当干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标位于上述3个干扰源的辅助圆的交汇处时，则保留该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标，否则剔除该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标；
步骤9、将步骤8所保留的干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)；
步骤10、将步骤6所得到的干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)和步骤9所得到的干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)进行融合加权计算，得到干扰源的最终坐标(x,y)：
x＝cx′+(1-c)x″，y＝cy′+(1-c)y″
其中：c为权值。
上述步骤1中所有的升空测试点均处于同一个水平高度上。
上述步骤5中构建干扰源的优选区域的过程如下：
步骤5.1、对于建立坐标系x轴的2个升空测试点a和b，其中a为坐标原点；
步骤5.2、在每次采样下：
首先利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi减去最大测向误差角度θ，得到第一辅助地面投影方向l3；利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi加上去最大测向误差角度θ，得到第二辅助地面投影方向l4；利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi加上最大测向误差角度θ，得到第三辅助地面投影方向l5；利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi减去最大测向误差角度θ，得到第四辅助地面投影方向l6；
然后利用第一辅助地面投影方向l3、第二辅助地面投影方向l4、第三辅助地面投影方向l5和第四辅助地面投影方向l6进行两两相交后得到4个顶点C、D、E、F；其中顶点C为第一辅助地面投影方向l3和第二辅助地面投影方向l4的交点；顶点D为第一辅助地面投影方向l3和第三辅助地面投影方向l5的交点；顶点E为第一辅助地面投影方向l3和第四辅助地面投影方向l6的交点；顶点F为第二辅助地面投影方向l4和第四辅助地面投影方向l6的交点；
步骤5.3、从所有采样所得到的顶点C中选择x轴坐标值最小的顶点C作为最终选定的顶点C；从所有采样所得到的顶点D中选择y轴坐标值最小的顶点C作为最终选定的顶点D；从所有采样所得到的顶点E中选择x轴坐标值最大的顶点C作为最终选定的顶点E；从所有采样所得到的顶点F中选择y轴坐标值最大的顶点C作为最终选定的顶点F；
步骤5.4、利用最终选定的4个顶点C、D、E、F依次通过直线相连，构建出干扰源的优选区域。
上述步骤10中，权值c通过求解最小化非线性规划方程f(c)得到，即：
minf(c)＝(cx′+(1-c)x″-x0)2+(cy′+(1-c)y″-y0)2
s.t.0＜c＜1
其中：c为待求的权值，(x′,y′)为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标，(x″,y″)为干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标，(x0,y0)为已知信号源的地面投影坐标。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1、采用了多旋翼无人机升空，在室外低空场景下进行信号测量，通过无人机将频谱接收机的测试位置进行了升高，增大了覆盖范围，通过升高来获得测试高点，减少了来自地面的干扰信号，接收来自干扰源的直射信号，减少了路径损耗，抑制了地面和障碍物反射的多径效应等，增加了其定位精度；
2、使用测向交叉定位算法和基于RSSI交叉定位算法的混合加权定位算法；通过求解最小化非线性规划方程获得权值，这样可以通过方向和信号强度两维信息加权融合定位，以弥补传统通过单一定位信息定位方法精度较低的缺点；
3、对于测向交叉时，使用多点交叉，并对测向交叉所得到的结果进行选择性剔除，仅保留优选的测向交叉结果，这样通过多次测向，剔除测向误差较大的点，解决传统利用两点测向交叉定位精度低的问题，提升定位精度；
4、对于RSSI定位，对于RSSI定位所得到的结果进行选择性剔除，仅保留优选的RSSI定位结果，这样利用多次RSSI测量，获取RSSI统计特性，并剔除异常数据，提升定位精度；
5、由于地面移动站可移动的特点，使得本发明的无线电监测与定位方法可以在不同位置进行测量，通过大量测量可获取大量的信号样本值，从而获取信号强度统计特性。
附图说明
图1为基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统。
图2为测向交叉定位与基于RSSI定位混合加权定位算法流程图。
图3为测向交叉定位算法原理图。
图4为测向交叉定位算法误差分析示意图。
图5为基于RSSI定位算法原理图。
图6为RSSI定位算法误差分析示意图。
图7为在测向交叉定位算法定位结果所占的权值、天线最大测向误差角不同时，混合加权定位算法的定位误差变化。
图8为三种定位算法随着天线最大测向误差角度变化时的误差变化。
图9为在天线最大测向误差角不同时，混合加权定位算法与分别测向交叉定位、基于RSSI交叉定位结果对比情况。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统，如图1所示，包括飞控设备、无人机、频谱接收机、双向宽带数据链和地面移动站。其中双向宽带数据链包括机载发射机和地面接收机。飞控设备与无人机无线连接。频谱接收机和机载发射机搭载在无人机上。地面移动站和地面接收机设置在地面上。频谱接收机的输出端连接机载发射机的输入端。机载发射机与地面接收机无线连接。地面接收机的输出端与地面移动站的输入端连接。在本实施例中，无人机为多旋翼油电混合动力无人机—灵动鹰15；飞控设备为多旋翼无人机飞控设备；频谱接收机为DRM100频谱接收机；双向宽带数据链为JY-cwDLink双向宽带数据链。
飞控设备用于控制多旋翼无人机的飞行、悬停、旋转等功能，保证多旋翼无人机的飞行安全、飞行高度以及滞空时间。频谱接收机用于无人机升空时采集无线电频谱信息。双向宽带数据链用于无人机的频谱接收机与地面的地面移动站通信，传输采集到的无线电频谱信息。地面移动站内置有无线电监测分析软件，无线电监测分析软件可实现对无线电信息的实时显示、存储及处理，最后通过混合加权定位算法将定位结果实时的显示在地图上。利用无人机将搭载的频谱接收机进行升空测量，通过点对点双向宽带数据链将采集的无线电信息传至地面移动站，最后通过地面移动站无线电监测分析软件实现对无线电频谱信息的处理以及通过测向交叉定位与基于RSSI交叉定位的混合加权定位算法对干扰源进行定位。通过无人机升空测量的方式来减少路径损耗，以提高干扰源定位的精度，利用地面移动站可移动测量不同位置的无线电方向和信号强度信息，以使得通过测向交叉定位与基于RSSI交叉定位的混合加权定位算法的定位精度进一步被提升。
上述系统所实现的一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，如图2所示，其具体包括步骤如下：
步骤1、在空中设置三个不同的升空测试点，并建立坐标系，并记录这些升空测试点的地面投影坐标。
为了避免信号反射、衍射和多径的干扰，本发明利用多点测向方式。在本实施例中，所设置三个升空测试点处于同一个水平高度。
如图3所示，将任意两个升空测试点a、b的连线在地面投影方向视为x轴，将与x轴垂直的地面投影方向视为y轴，以此建立坐标系。此时，其中一个升空测试点a为原点。记录这些升空测试点的地面投影坐标。
步骤2、通过飞控设备操纵无人机分别到达三个升空测试点，每次采样时令无人机在每个升空测试点上旋转一周。在无人机旋转的过程中，频谱接收机进行无线电信号频谱测量，并将测量到的无线电信号频谱通过机载发射机和地面接收机组成的双向宽带数据链传送至地面移动站。
考虑到频谱接收机上自带的用于进无线电信号频谱测量的天线一般为定向天线，因此为了能够更好地接收到干扰源所发出的信号，在每次采样时，均需要无人机携带频谱接收机在每一个升空测试点处自转一周的方式来进行比幅测向。
步骤3、对于每个升空测试点，地面移动站对每次旋转一周所采样到的无线电信号频谱采用比幅测向方法测量出该升空测试点在每次采样下的最大信号强度及其对应的地面投影方向。
步骤4、地面移动站利用每两个升空测试点在第i次采样下的最大信号强度的地面投影方向进行测向交叉定位，得到三个干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标。
地面移动站利用每两个升空测试点所测量出的最大信号强度的方向进行测向交叉定位，为了提升测向交叉定位的精度，在每个升空测试点进行m次旋转一周的比幅测向，并采用两两测向交叉定位的方式，来提升基于测向交叉的定位精度。如图3所示，以两个升空测试点a、b为例，得到干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标(xi′,yi′)。
xi′＝(d×tanβi)/(tanβi-tanαi)
yi′＝(d×tanαitanβi)/(tanβi-tanαi)
式中：i＝1,2,…,m，m为无人机在每个升空测试点的旋转一周的次数，即测向交叉定位的采样次数；αi为升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角；βi为升空测试点b所接收到的最大信号强度地面投影方向l2与x轴方向的夹角；d为升空测试点a和b之间的距离。
步骤5、利用建立坐标系x轴的2个升空测试点所测得的最大信号强度的地面投影方向和已知的频谱接收机最大测向误差角度构建干扰源的优选区域，剔除处于干扰源的优选区域外的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标，仅保留处于干扰源的优选区域内的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标。
上述构建干扰源的优选区域的过程如图4所示，其具体过程如下：
首先，利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi减去最大测向误差角度θ，得到m个直线l3；利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi加上去最大测向误差角度θ，得到m个直线l4。同时，利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi加上最大测向误差角度θ，得到m个直线l5；利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi减去最大测向误差角度θ，得到m个直线l6。
然后，利用m组直线l3、l4、l5、l6相交后得到m组C、D、E、F点的坐标。
最后，取m组C点的坐标中，x轴坐标值最小的C点为最终选定的C点；取m组D点的坐标中，y轴坐标值最小的D点为最终选定的D点；取m组E点的坐标中，x轴坐标值最大的E点为最终选定的E点；取m组F点的坐标中，y轴坐标值最大的F点为最终选定的F点。利用最终选定的C、D、E、F点构建干扰源的优选区域CDEF。
步骤6、将步骤5所保留的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)。
步骤7、在每次采样下，地面移动站利用至少三个升空测试点所测量出的最大信号强度进行RSSI定位，得到每次采样下干扰源关于RSSI定位的地面投影坐标。
如图5所示，地面移动站利用三个升空测试点所测量出的最大信号强度进行RSSI(信号强度)定位，并通过联立求解以下方程组得到干扰源关于RSSI定位的地面投影坐标(x″j，y″j)：
式中：j＝1,2,…,n，n为无人机在每个升空测试点的旋转一周的次数，即RSSI定位的采样次数。在本实施例中，n＝m。(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)分别为三个升空测试点的坐标值。P1,n、P2,n、P3,n分别为三个升空测试点所测量出的第n个最大信号强度值。k为路径衰减指数，即为距离与信号强度衰减的比例因子，取其经验值为3.33。
步骤8、在每次采样下，以升空测试点的地面投影坐标为圆心，以该升空测试点的地面投影坐标到干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标的距离为半径作圆，由此得到3个干扰源的辅助圆；当干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标位于上述3个干扰源的辅助圆的交汇处时，则保留该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标，否则剔除该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标。
如图6所示，假定干扰源位置(x″j,y″j)到升空测试点a的地面投影距离为d1，假定干扰源位置(x″j,y″j)到升空测试点b的地面投影距离为d2，假定干扰源位置(x″j,y″j)到升空测试点c的地面投影距离为d3。判断升空测试点a和升空测试点b在地面投影距离是否大于d1与d2之和：如果是，则剔除该干扰源坐标；否则进一步判断升空测试点a和升空测试点c在地面投影距离是否大于d1与d3之和：如果是，则剔除该干扰源坐标；否则再进一步判断升空测试点b和升空测试点c在地面投影距离是否大于d2与d3之和：如果是，则剔除该干扰源坐标；否则保留该干扰源坐标。
步骤9、将步骤8所保留的干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)。
步骤10、将步骤6所得到的干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)和步骤9所得到的干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)进行融合加权计算，得到干扰源的最终坐标(x,y)：
x＝cx′+(1-c)x″，y＝cy′+(1-c)y″
其中：c为权值，该权值c通过求解最小化非线性规划方程f(c)得到，即：
minf(c)＝(cx′+(1-c)x″-x0)2+(cy′+(1-c)y″-y0)2
s.t.0＜c＜1
其中：c为待求的权值，(x′,y′)为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标，(x″,y″)为干扰源关于RSSI定位的最终地面投影坐标，(x0,y0)为已知信号源的地面投影坐标。
图7为在测向交叉定位算法定位结果所占的权值、天线最大测向误差角不同时，混合加权定位算法的定位误差变化。结果表明，融合加权定位的定位精度与天线测向误差角度成反比关系；当测向误差角度小于3°时为测向交叉定位分配更好的权重，权值c越大定位精度越高；当测向误差角度为3°左右时，权值c的大小对融合加权定位精度的影响较小；当测向误差角度大于3°时为RSSI定位算法分配更高的权重，权值c越小定位精度越高。
图8为三种定位算法随着天线最大测向误差角度变化时的误差变化。结果表明，当测向交叉定位算法分配最优权值c时，融合加权定位算法定位精度的提高。
图9为在天线最大测向误差角不同时，混合加权定位算法与分别测向交叉定位、基于RSSI交叉定位结果对比情况，给出了权值最优时的不同最大测向误差角度情况下的三种定位算法的定位坐标和定位精度，当权值c分配最优的情况下融合加权定位的精度可达4m。
由此可见，测向交叉定位与RSSI定位的混合加权定位算法通过对两种定位算法权值的分配，当测向误差角度较小时发挥了测向交叉定位算法的优势，减小了RSSI定位算法中噪声与设备性能对定位精度的影响；当测向误差角度较大时减小了测向误差角度对定位精度的影响，提高了定位精度。
本发明采用测向交叉定位与基于RSSI交叉定位的混合加权定位算法对干扰源进行定位，通过测向交叉定位算法补偿了RSSI定位算法中环境以及信道噪声干扰带来的定位误差，通过基于RSSI交叉定位算法补偿了测向交叉定位算法中天线测向误差带来的定位误差，从而达到改善其定位精度的效果。采用两种定位算法的定位结果混合加权的方式减小了环境、信道噪声干扰以及天线测向误差角度对定位精度带来的影响，在对低空环境下的无线电干扰源定位时定位精度高，较好的解决了低空环境下的无线电干扰源定位时定位精度低的问题，可用于保障民用航空安全应用中。
需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。
Claims (7)
1.一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，其特征是，包括步骤如下：
步骤1、先在空中设置三个不同的升空测试点；再将任意两个升空测试点的连线在地面投影方向视为x轴，将与x轴垂直的地面投影方向视为y轴，以此建立坐标系；后记录三个升空测试点的地面投影坐标；
步骤2、通过飞控设备操纵无人机分别到达三个升空测试点，每次采样时令无人机在每个升空测试点上旋转一周；在无人机旋转的过程中，频谱接收机进行无线电信号频谱测量，并将测量到的无线电信号频谱通过机载发射机和地面接收机组成的双向宽带数据链传送至地面移动站；
步骤3、对于每个升空测试点，地面移动站对每次旋转一周所采样到的无线电信号频谱采用比幅测向方法测量出该升空测试点在每次采样下的最大信号强度及其对应的地面投影方向；
步骤4、在每次采样下，地面移动站利用每两个升空测试点的最大信号强度的地面投影方向进行测向交叉定位，得到每次采样下干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标；
步骤5、利用建立坐标系x轴的2个升空测试点所测得的最大信号强度的地面投影方向和已知的频谱接收机最大测向误差角度构建干扰源的优选区域，并保留处于干扰源的优选区域内的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标，并剔除处于干扰源的优选区域外的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标；
步骤6、将步骤5所保留的干扰源关于测向交叉定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)；
步骤7、在每次采样下，地面移动站利用三个升空测试点所测量出的最大信号强度进行信号强度定位，得到每次采样下干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标；
步骤8、在每次采样下，以升空测试点的地面投影坐标为圆心，以该升空测试点的地面投影坐标到干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标的距离为半径作圆，由此得到3个干扰源的辅助圆；当干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标位于上述3个干扰源的辅助圆的交汇处时，则保留该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标，否则剔除该干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标；
步骤9、将步骤8所保留的干扰源关于信号强度定位的地面投影坐标取平均值后，作为干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)；
步骤10、将步骤6所得到的干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标(x′,y′)和步骤9所得到的干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标(x″,y″)进行融合加权计算，得到干扰源的最终坐标(x,y)：
x＝cx′+(1-c)x″，y＝cy′+(1-c)y″
其中：c为权值。
2.权利要求1所述一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，其特征是，步骤1中，所有的升空测试点均处于同一个水平高度上。
3.权利要求1所述一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，其特征是，步骤5中，构建干扰源的优选区域的过程如下：
步骤5.1、对于建立坐标系x轴的2个升空测试点a和b，其中a为坐标原点；
步骤5.2、在每次采样下：
首先利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi减去最大测向误差角度θ，得到第一辅助地面投影方向l3；利用升空测试点a所接收到的最大信号强度的地面投影方向l1与x轴方向的夹角αi加上去最大测向误差角度θ，得到第二辅助地面投影方向l4；利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi加上最大测向误差角度θ，得到第三辅助地面投影方向l5；利用升空测试点b所接收到的最大信号强度的地面投影方向l2与x轴方向的夹角βi减去最大测向误差角度θ，得到第四辅助地面投影方向l6；
然后利用第一辅助地面投影方向l3、第二辅助地面投影方向l4、第三辅助地面投影方向l5和第四辅助地面投影方向l6进行两两相交后得到4个顶点C、D、E、F；其中顶点C为第一辅助地面投影方向l3和第二辅助地面投影方向l4的交点；顶点D为第一辅助地面投影方向l3和第三辅助地面投影方向l5的交点；顶点E为第一辅助地面投影方向l3和第四辅助地面投影方向l6的交点；顶点F为第二辅助地面投影方向l4和第四辅助地面投影方向l6的交点；
步骤5.3、从所有采样所得到的顶点C中选择x轴坐标值最小的顶点C作为最终选定的顶点C；从所有采样所得到的顶点D中选择y轴坐标值最小的顶点C作为最终选定的顶点D；从所有采样所得到的顶点E中选择x轴坐标值最大的顶点C作为最终选定的顶点E；从所有采样所得到的顶点F中选择y轴坐标值最大的顶点C作为最终选定的顶点F；
步骤5.4、利用最终选定的4个顶点C、D、E、F依次通过直线相连，构建出干扰源的优选区域。
4.权利要求1所述一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法，其特征是，步骤10中，权值c通过求解最小化非线性规划方程f(c)得到，即：
minf(c)＝(cx′+(1-c)x″-x0)2+(cy′+(1-c)y″-y0)2
s.t.0＜c＜1
其中：c为待求的权值，(x′,y′)为干扰源关于测向交叉定位的最终地面投影坐标，(x″,y″)为干扰源关于信号强度定位的最终地面投影坐标，(x0,y0)为已知信号源的地面投影坐标。
5.实现权利要求1所述方法的一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统，其特征是，包括飞控设备、无人机、频谱接收机、机载发射机、地面接收机和地面移动站；
飞控设备与无人机无线连接；频谱接收机和机载发射机搭载在无人机上，地面接收机和地面移动站设置在地面上；频谱接收机的输出端与机载发射机的输入端连接；机载发射机与地面接收机无线连接；地面接收机的输出端与地面移动站连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统，其特征是，无人机为多旋翼油电混合动力无人机，飞控设备为多旋翼无人机飞控设备。
7.根据权利要求5所述的一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位系统，其特征是，频谱接收机为DRM100频谱接收机。
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