CN115052294A - 基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统及定位方法 - Google Patents

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CN115052294A CN202210553237.7A CN202210553237A CN115052294A CN 115052294 A CN115052294 A CN 115052294A CN 202210553237 A CN202210553237 A CN 202210553237A CN 115052294 A CN115052294 A CN 115052294A
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Abstract

本发明公开了一种基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统及定位方法,该系统包括:包括电磁频谱感知平台、无人机平台和地面终端显控平台;其中,电磁频谱感知平台用于电磁频谱感知、干扰源定位信息采集和锁频锁向实现;地面终端显控平台和电磁频谱感知平台及无人机平台无线连接,用于显示频谱感知信息,控制锁频锁向操作,显示无人机的定位信息、干扰源定位信息及实时监控画面;无人机平台与电磁频谱感知平台连接,用于运载电磁频谱感知平台、控制无人机飞行状态和实时监控录像。本发明具有电磁干扰信号检测虚警概率低、参数估计准、系统灵活度高和干扰源定位精准的优点,可用于固定位置干扰源的电磁干扰信号频谱感知和实时画面监控。

Description

基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统及定位方法
技术领域
本发明属于无线电频谱监测技术领域,具体涉及一种电磁干扰信号干扰源定位方法,可用于固定位置干扰源的电磁干扰信号频谱感知和实时画面监控。
背景技术
5G作为第七次信息革命的基础,5G网络的大带宽、低时延等特性给万物互联提供了动力,但在给信息交互带来便利的同时也给通信安全带来隐患,5G通信作为物联网的基础,5G基站也会受到越来越多的非法干扰。常见的干扰方式有非法改装路由器,黑电台,黑广播和非法基站。
浙江大学在其申请号为:CN202110403786.1的专利文献中公开了一种基于无人机和移动地面站的无线电频谱监测与定位方法。该方法的实现步骤为:确定检测区域,移动地面站根据电子地图和监控频段设计频谱监测实施方案;无人机按照设计的方案进行飞行,接收无线电信号并进行分析;移动地面站在电子地图上更新无人机的当前位置;移动地面站对功率满足触发阈值的频点,记录其对应的信息;依据多点无线电测量的分析结果进行无线电信号源的定位,并显示可能的位置范围;针对可疑无线电信号源,通过修改无人机飞行路径,对特定区域进行精确搜查,逐步缩小信号源的可能存在位置范围,直至确认;确认无线电信号源位置之后无人机返航。该方法能够调整飞行路径进行频谱分析和信号源定位。但该方法仍然存在的不足之处是,频谱监测需要预先制定频谱监测实施方案,且频谱监测时没有锁频锁向操作,没有信号调制识别,仅用单架无人机移动定位,会导致频谱监测不灵活,干扰信号检测虚警概率高和干扰源定位精度低的问题。
桂林电子科技大学在其申请号:CN202010823492.X的专利文献中公开了一种基于升空无人机的无线电频谱监测与定位方法。该方法的实现步骤为:以三个升空测试点建立坐标系并记录测试点投影坐标;无人机到达测试点,旋转一周采样信号,频谱接收机接收信号并向地面移动站传输数据;测量出全向天线最大测向误差角度;通过比幅测向得到最大信号强度方向并利用两个测试点的地面投影方向进行测向交叉定位;解算测向交叉定位算法得到的干扰源坐标并剔除不满足条件的干扰源点;解算RSSI定位算法得到干扰源坐标并剔除不满足条件的异常值;将测向交叉定位于RSSI定位的干扰源位置加权融合并解算得到干扰源位置坐标。该方法通过信号接收机将信号信息接收并传输至地面移动站进行分析,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,所说具有较高的定位精度。但由于其频谱感知和定位信息处理均在地面移动站上,回传地面移动站的数据量大、信号传输损耗大且易受干扰,信号处理及定位过程中无信号调制识别和锁频锁向,因而会导致干扰信号检测虚警概率高、干扰源定位精度低、系统稳定性差和不灵活的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提出一种基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位方法,以减小电磁干扰信号的检测虚警概率、提高干扰源定位精度、提升系统稳定性和灵活性。
为解决上述问题,本发明的技术方案包括如下:
1.一种基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统,包括电磁频谱感知平台(1)、无人机平台(2)和地面终端显控平台(3),该电磁频谱感知平台(1),包括:定向天线(11)、板上无线电收发器(12)、无人机定位器(13)、电磁频谱感知机(14),该地面终端显控平台(3),包括地面无线电收发器(31)和地面移动终端(32),其特征在于:
所述电磁频谱感知机(14)包括:
信号采样模块(141),用于天线接口切换选择和信号采样;
信号处理模块(142),用于频段选择、信号检测、信号参数估计和信号调制识别;
锁频锁向模块(143),用于将信号处理模块(142)中的处理频段选择为干扰信号所在频段和控制无人机旋转至固定方向角;
数据存储模块(144),用于存储信号采样结果、信号处理结果、无人机旋转角度、无人机定位信息和干扰源定位信息;
数据传输模块(145),用于传输信号处理结果、无人机旋转角度和无人机定位信息;
所述地面移动终端(32)包括:
电磁信号信息显示模块(321),用于显示信号频谱图、信号参数和信号类型;
数据存储模块(322),用于存储信号处理结果、干扰源定位信息、无人机旋转角度和无人机定位信息;
无人机飞行信息显示模块(323),用于显示无人机的飞行高度、飞行状态、旋转角度和定位信息;
干扰源定位显控模块(324),用于建立坐标系、控制锁频锁向操作和显示干扰源定位信息。
进一步,所述无人机平台(2),包括:摄像头(21),飞控设备(22)、陀螺仪(23)、机载无线电收发器(24)和无人机(25);该摄像头(21),其与无人机(25)的第一输入输出端口连接,用于实时显示摄像头监控到的图像;该飞控设备(22),其与无人机(25)无线连接,用于控制无人机飞行状态;该陀螺仪(23),其与无人机(25)的第二输入端口连接,用于监测无人机飞行信息;该机载无线电收发器(24),其与无人机(25)的第三输入输出端口连接,用于接收飞控设备指令信号并进行解调,发送无人机飞行信息和摄像头监控数据;该无人机(25),用于运载电磁频谱感知平台,旋转定向天线方向。
进一步,所述定向天线(11),其与电磁频谱感知机(14)的第一输入端口连接,用于接收特定频段电磁信号及提供测向信息;所述板上无线电收发器(12),其与电磁频谱感知机(14)的第二输入输出端口连接,用于发送处理后的电磁频谱感知及定位信号给地面移动终端,接收地面移动终端发送的指令信号;所述无人机定位器(13),其与电磁频谱感知机(14)的第三输入端口连接,用于获取和记录无人机旋转角度及无人机定位信息;所述电磁频谱感知机(14),用于信号采样、信号检测、信号参数估计、信号调制识别、锁频锁向操作,及与电磁频谱感知平台(1)内其他子模块的数据交互。
进一步,所述地面无线电收发器(31),其与地面移动终端(32)的输入输出端口连接,用于接收无线电信号并进行解调,发送地面移动终端指令信号;所述地面移动终端(32),用于实时绘制不同频段频谱图,显示不同频段内信号的参数,控制锁频锁向操作,显示无人机的定位信息、干扰源定位信息及实时监控画面;
2.一种利用上述系统进行电磁干扰信号干扰源定位的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)通过无人机平台中的飞控设备控制三架无人机按照Y型分布阵列进行等高度悬停分布,地面移动终端根据其主机a、两个从机b和c的位置信息建立坐标系;
2)每架无人机上的电磁频谱感知平台按照固定角度旋转接收电磁信号和频谱感知,并将每个固定角度上感知的数据,按照时分复用的方式向地面终端显控平台传输;
3)地面移动终端接收、解调并储存数据,并显示当前处理频段的电磁频谱、信号各项参数及无人机定位信息;
4)重复步骤2)-步骤3)直到每架无人机按固定旋转角旋转一周,地面移动终端根据所有角度下的频谱信息、信号类型和信号参数判断干扰信号所在频段,并对电磁频谱感知机的锁频锁向模块进行锁频操作;
5)根据地面移动终端内存储的频谱信息及对应旋转角度进行比幅测向,获取主机a、两个从机b和c分别与干扰源的方向角δ、β和γ;
6)地面移动终端进行锁向操作,控制各无人机按照步骤5)中获得的方向角旋转至干扰源方向,从电磁频谱感知平台获取电磁干扰信号到主机a、两个从机b和c的到达时间ta、tb和tc,进而获得主机a、两个从机b和c之间接收到电磁干扰信号的到达时间差tab、tbc和tac
7)根据步骤5)中获得的方向角及步骤6)中获得的到达时间差对干扰源进行定位;
8)根据定位后的信息,使用飞控设备控制无人机逼近干扰源,对干扰源进行跟踪及实时录像监控。
本发明具有以下优点:
第一,本发明通过使用无人机搭载电磁频谱感知平台,克服了现有技术中信号处理模块只能在地面终端处理的窘境,使得地面移动终端运算负荷和信号传输损耗大大减小,同时地面移动终端可跟随无人机一同移动,增大无人机控制范围,提高了系统灵活度和信号检测概率;
第二,本发明在信号处理算法中,使用非相干累加、功率谱对消和调制识别的方法,实现了在低信噪比的情况下,对20种不同调制类型信号仍具有高识别概率,进而减小电磁干扰信号的检测虚警概率;
第三,本发明通过使用锁频锁向操作,克服了现有技术中因处理信号分析带宽过宽而导致的信号检测识别效率低的缺点,同时也克服了现有技术中因无人机仅旋转后做频谱感知和干扰源定位,并未对干扰源方向做实时监测而导致的信号误判和干扰信号丢失的缺点,提升了系统稳定性;
第四,本发明通过使用基于最小均方差的自适应融合算法,将到达角度定位结果和到达时间差定位结果相互融合,提高干扰源定位精度;
第五,本发明使用无人机作为载体,可将检测时的垂直距离提升,极大的减少了地面干扰信号和地面复杂环境带来的干扰,减小了电磁干扰信号的检测虚警概率,提高了干扰源定位精度。
附图说明
图1为本发明的系统框图;
图2为本发明中电磁频谱感知机的功能模块框图;
图3为本发明中地面移动终端的功能模块框图;
图4为本发明方法的实现流程图;
图5为本发明方法中的信号检测与调制识别子流程图;
图6为用本发明对20种调制信号进行识别的概率仿真曲线图;
图7为本发明方法中使用的定位算法原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例和效果作进一步描述。
参照图1,本实例基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统,包括电磁频谱感知平台1、无人机平台2和地面终端显控平台3,该电磁频谱感知平台1包括:定向天线11、板上无线电收发器12、无人机定位器13、电磁频谱感知机14;该无人机平台2包括:摄像头21,飞控设备22、陀螺仪23、机载无线电收发器24和无人机25;该地面终端显控平台3包括地面无线电收发器31和地面移动终端32。其中:定向天线11与电磁频谱感知机14的第一输入端口连接;板上无线电收发器12与电磁频谱感知机14的第二输入输出端口连接、无人机定位器13与电磁频谱感知机14的第三输入端口连接;摄像头21与无人机25的第一输入输出端口连接;飞控设备22与无人机25无线连接;陀螺仪23与无人机25的第二输入端口连接;机载无线电收发器24与无人机25的第三输入输出端口连接;地面无线电收发器31与地面移动终端32的输入输出端口连接。定向天线11接收特定频段电磁信号及提供测向信息;板上无线电收发器12发送处理后的电磁频谱感知及定位信号给地面移动终端,接收地面移动终端发送的指令信号;无人机定位器13获取和记录无人机旋转角度及无人机定位信息;电磁频谱感知机14进行信号采样、信号检测、信号参数估计、信号调制识别、锁频操作,及完成与电磁频谱感知平台1内其他子模块的数据交互;摄像头21实时显示摄像头监控到的图像;飞控设备控制无人机飞行状态;陀螺仪23用于监测无人机飞行信息;机载无线电收发器24用于接收飞控设备指令信号并进行解调,发送无人机飞行信息和摄像头监控数据;无人机25用于运载电磁频谱感知平台,旋转定向天线方向;地面无线电收发器31接收无线电信号并进行解调,发送地面移动终端指令信号;地面移动终端32实时绘制不同频段频谱图,显示不同频段内信号的参数,控制锁频锁向操作,显示无人机的定位信息、干扰源定位信息及实时监控画面。
参照图2,本实例中的电磁频谱感知机14包括:信号采样模块141、信号处理模块142、锁频锁向模块143、数据存储模块144和数据传输模块145,其中:
信号采样模块141,用于天线接口切换选择和信号采样;
信号处理模块142,用于频段选择、信号检测、信号参数估计和信号调制识别;
锁频锁向模块143,用于将信号处理模块142中的处理频段选择为干扰信号所在频段和控制无人机旋转至固定方向角;
数据存储模块144,用于存储信号采样结果、信号处理结果、无人机旋转角度、无人机定位信息和干扰源定位信息;
数据传输模块145,用于传输信号处理结果、无人机旋转角度和无人机定位信息。
参照图3,本实例中的地面移动终端32包括:电磁信号信息显示模块321、数据存储模块322、无人机飞行信息显示模块323和干扰源定位显控模块324,其中:
电磁信号信息显示模块321,用于显示信号频谱图、信号参数和信号类型;
数据存储模块322,用于存储信号处理结果、干扰源定位信息、无人机旋转角度和无人机定位信息;
无人机飞行信息显示模块323,用于显示无人机的飞行高度、飞行状态、旋转角度和定位信息;
干扰源定位显控模块324,用于建立坐标系、控制锁频锁向操作和显示干扰源定位信息。
参照图4,本实例利用上述系统进行电磁干扰信号干扰源定位的方法,包括如下步骤:
步骤1,以三架无人机定位信息建立坐标系。
将三架无人机升空,并按照Y型分布阵列进行等高度悬停分布,各无人机将其定位信息传输给地面移动终端;
地面移动终端将升空后的三架无人机的一架设为主机a另两架设为从机b和c,并将主机a与第一从机b在地面投影的方向设定为x轴,将过第二从机c点位置垂直于x轴的投影方向设定为y轴,将x轴与y轴交点设置为坐标系原点建立坐标系。
步骤2,对接收的电磁信号进行采样。
无人机带有两个不同频段的定向天线用于信号接收,第一块天线为J频段,第二块为K频段。在接收信号时,天线接口通过信号采样模块控制,切换接入到电磁频谱感知机的信号采样模块经过采样率为30MHz的ADC采样、滤波器滤波后,将数据传输给电磁频谱感知机的信号处理模块。
步骤3,电磁频谱感知模块对接收到的电磁信号进行处理。
参照图5,本步骤的具体实现如下:
3.1)信号处理模块接收到信号数据后,首先将信号数据分为十段,然后对每段信号分别进行功率谱估计,之后对功率谱进行平均得到平均功率谱,最终将信号分段数据和功率谱数据存入数据存储模块;
3.2)对平均功率谱进行功率谱对消处理,得到检验统计量和检测门限;
3.3)信号检测判决,即将检验统计量与检测门限进行比较:
若检验统计量大于检测门限,则认为检测到信号,再用平均功率谱估计信号载频,根据载频的估计值对信号进行变频和滤波,提取信号的时域特征和频域特征,估计信噪比、信号能量和信号带宽,并将信号载频、信噪比、信号能量和信号带宽存储到数据存储模块;
若检验统计量小于检测门限,则认为未检测到信号,返回到步骤2,对接收的电磁信号进行重新采样和信号检测;
3.4)由时域特征和频域特征构成特征库,利用该特征库进行调制识别,并将信号识别结果存入数据存储模块。
步骤4,无人机状态信息采集。
机载无线电收发器发送无人机的飞行信息和摄像信息给地面无线电收发器,地面无线电收发器解调数据并存入地面移动终端的数据存储模块;
板上无线电收发器发送无人机的定位信息和旋转角度给地面无线电收发器,地面无线电收发器解调数据并存入地面移动终端的数据存储模块。
步骤5,板上无线电模块发送数据。
当无人机不与飞控设备通信时,电磁频谱感知机的数据存储模块中的数据经数据发送模块调用,通过板上无线电收发器发送至地面无线电收发器;
当无人机与飞控设备通信时,电磁频谱感知机的数据存储模块中的数据不做处理;
无人机按照电磁频谱感知机每发送完一次数据作为旋转标志进行固定旋转角度为30度的旋转。
步骤6,地面移动终端显示频谱感知信息并锁频。
6.1)地面无线电收发器将解调后的数据保存在地面移动终端的数据存储模块,并显示其数据存储模块中的频谱感知结果、定位信息、旋转角度和无人机监控图像;
6.2)重复步骤2-步骤5,直到每架无人机按固定旋转角旋转一周;
6.3)地面移动终端根据所有角度下的频谱信息、信号类型和信号参数判断干扰信号所在频段,并通过地面移动终端上的干扰源定位显控模块对干扰信号的所在频段进行锁频。
步骤7,获取干扰源定位数据。
根据地面移动终端内存储的频谱信息及对应旋转角度进行比幅测向,获取主机a、两个从机b和c分别与干扰源的方向角δ、β和γ;
地面移动终端控制主机a按照方向角δ旋转至干扰源方向,获取电磁干扰信号到主机a的到达时间ta
地面移动终端控制第一从机b按照方向角β旋转至干扰源方向,获取电磁干扰信号到第一从机b的到达时间tb
地面移动终端控制第二从机c按照方向角γ旋转至干扰源方向,获取电磁干扰信号到第二从机c的到达时间tc
根据ta与tb计算主机a与第一从机b的到达时间差:tab=|ta-tb|;
根据tb与tc计算第一从机b与第二从机c的到达时间差:tbc=|tb-tc|;
根据ta与tc计算主机a与第二从机c的到达时间差:tac=|ta-tc|。
步骤8,干扰源定位及追踪监控。
8.1)通过到达角度定位算法对方向角δ和β处理获得到达角度定位结果,即将从坐标系获得主机a的坐标和第一从机b的坐标,代入以下方程组获得到达角度定位结果:
Figure BDA0003651442200000081
其中(xa,ya)为主机a的坐标,(xb,yb)为第一从机b的坐标,(x′,y′)为到达角度定位结果。
8.2)通过到达时间差算法对到达时间差tab、tbc和tac处理获得到达时间差定位结果,即将从坐标系获得第二从机c的坐标,通过联立求解以下方程组获得到达时间差定位结果:
Figure BDA0003651442200000082
其中Cs为信号传播速度,(xc,yc)为第二从机c的坐标,(x”,y”)为到达时间差定位结果。
8.3)通过基于最小均方差的自适应融合算法对到达角度定位结果和到达时间差定位结果进行融合计算,得到干扰源的定位坐标(x,y),如图6所示。
8.4)使用飞控设备控制无人机逼近干扰源,对干扰源进行跟踪及实时录像监控。
本发明的效果可通过以下仿真进一步说明:
用本发明对
AM、LFM、NLFM、SP、OFDM、2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、8FSK、BPSK、GMSK、QPSK、8PSK、16APSK、16QAM、32QAM、64QAM、128QAM和256QAM中的每个信号在信噪比分别为1dB、2dB、3dB、4dB、5dB、6dB、7dB、8dB、9dB和10dB的情况下进行1000次模拟仿真实验,获得上述20种不同调制信号在不同信噪比的情况下的识别概率曲线图,如图7所示。
从图7可见,当信噪比为3dB时,20种不同调制信号的平均识别概率为80%;当信噪比高于5dB时,20种不同调制信号的平均识别概率高达97%。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于无人机群的电磁干扰信号干扰源定位系统,包括电磁频谱感知平台(1)、无人机平台(2)和地面终端显控平台(3),该电磁频谱感知平台(1),包括:定向天线(11)、板上无线电收发器(12)、无人机定位器(13)、电磁频谱感知机(14),该地面终端显控平台(3),包括地面无线电收发器(31)和地面移动终端(32),其特征在于:
所述电磁频谱感知机(14)包括:
信号采样模块(141),用于天线接口切换选择和信号采样;
信号处理模块(142),用于频段选择、信号检测、信号参数估计和信号调制识别;
锁频锁向模块(143),用于将信号处理模块(142)中的处理频段选择为干扰信号所在频段和控制无人机旋转至固定方向角;
数据存储模块(144),用于存储信号采样结果、信号处理结果、无人机旋转角度、无人机定位信息和干扰源定位信息;
数据传输模块(145),用于传输信号处理结果、无人机旋转角度和无人机定位信息;
所述地面移动终端(32)包括:
电磁信号信息显示模块(321),用于显示信号频谱图、信号参数和信号类型;
数据存储模块(322),用于存储信号处理结果、干扰源定位信息、无人机旋转角度和无人机定位信息;
无人机飞行信息显示模块(323),用于显示无人机的飞行高度、飞行状态、旋转角度和定位信息;
干扰源定位显控模块(324),用于建立坐标系、控制锁频锁向操作和显示干扰源定位信息。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述无人机平台(2),包括:摄像头(21),飞控设备(22)、陀螺仪(23)、机载无线电收发器(24)和无人机(25);
该摄像头(21),其与无人机(25)的第一输入输出端口连接,用于实时显示摄像头监控到的图像;
该飞控设备(22),其与无人机(25)无线连接,用于控制无人机飞行状态;
该陀螺仪(23),其与无人机(25)的第二输入端口连接,用于监测无人机飞行信息;
该机载无线电收发器(24),其与无人机(25)的第三输入输出端口连接,用于接收飞控设备指令信号并进行解调,发送无人机飞行信息和摄像头监控数据;
该无人机(25),用于运载电磁频谱感知平台,旋转定向天线方向。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述定向天线(11),其与电磁频谱感知机(14)的第一输入端口连接,用于接收特定频段电磁信号及提供测向信息;
所述板上无线电收发器(12),其与电磁频谱感知机(14)的第二输入输出端口连接,用于发送处理后的电磁频谱感知及定位信号给地面移动终端,接收地面移动终端发送的指令信号;
所述无人机定位器(13),其与电磁频谱感知机(14)的第三输入端口连接,用于获取和记录无人机旋转角度及无人机定位信息;
所述电磁频谱感知机(14),用于信号采样、信号检测、信号参数估计、信号调制识别、锁频锁向操作,及与电磁频谱感知平台(1)内其他子模块的数据交互。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述地面无线电收发器(31),其与地面移动终端(32)的输入输出端口连接,用于接收无线电信号并进行解调,发送地面移动终端指令信号;
所述地面移动终端(32),用于实时绘制不同频段频谱图,显示不同频段内信号的参数,控制锁频锁向操作,显示无人机的定位信息、干扰源定位信息及实时监控画面。
5.一种利用权利要求1系统进行电磁干扰信号干扰源定位的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)通过无人机平台中的飞控设备控制三架无人机按照Y型分布阵列进行等高度悬停分布,地面移动终端根据其主机a、两个从机b和c的位置信息建立坐标系;
2)每架无人机上的电磁频谱感知平台按照固定角度旋转接收电磁信号和频谱感知,并将每个固定角度上感知的数据,按照时分复用的方式向地面终端显控平台传输;
3)地面移动终端接收、解调并储存数据,并显示当前处理频段的电磁频谱、信号各项参数及无人机定位信息;
4)重复步骤2)-步骤3)直到每架无人机按固定旋转角旋转一周,地面移动终端根据所有角度下的频谱信息、信号类型和信号参数判断干扰信号所在频段,并对电磁频谱感知机的锁频锁向模块进行锁频操作;
5)根据地面移动终端内存储的频谱信息及对应旋转角度进行比幅测向,获取主机a、两个从机b和c分别与干扰源的方向角δ、β和γ;
6)地面移动终端进行锁向操作,控制各无人机按照步骤5)中获得的方向角旋转至干扰源方向,从电磁频谱感知平台获取电磁干扰信号到主机a、两个从机b和c的到达时间ta、tb和tc,进而获得主机a、两个从机b和c之间接收到电磁干扰信号的到达时间差tab、tbc和tac
7)根据步骤5)中获得的方向角及步骤6)中获得的到达时间差对干扰源进行定位;
8)根据定位后的信息,使用飞控设备控制无人机逼近干扰源,对干扰源进行跟踪及实时录像监控。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤1)所述的地面移动终端根据其主机a、两个从机b和c的位置信息建立坐标系,是将升空后的主机a和第一从机b的地面投影方向设定为x轴,垂直于x轴且过第二从机c位置的投影方向设定为y轴,将x轴与y轴交点设置为坐标系原点建立坐标系。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤2)中每架无人机上的电磁频谱感知平台按照时分复用的方式向地面移动终端传输数据,实现如下:
当无人机与飞控设备通信时,电磁频谱感知平台不对地面终端显控平台发送每个固定角度上感知的数据;
当无人机不与飞控设备通信时,电磁频谱感知平台对地面终端显控平台发送每个固定角度上感知的数据。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤2)中按照固定角度旋转接收电磁信号和频谱感知,实现如下:
设电磁频谱感知平台以30度的固定角度旋转,该平台中的定向天线在旋转的过程中接收电磁信号,该平台从信号采样模块获取采样数据;
采样数据经该平台中的信号处理模块依次进行分段、功率谱估计、功率谱对消、变频滤波、参数估计、特征提取和调制识别后,获得分段谱对消结果、参数估计结果和调制识别结果。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤7)中根据获得的方向角和到达时间差对干扰源进行定位,实现如下:
将主机a、两个从机b和c分别与干扰源的方向角δ、β和γ代入到达角度定位算法中,获得到达角度的定位结果;
将主机a、两个从机b和c之间接收到电磁干扰信号的到达时间差tab、tbc和tac带入到达时间差算法中获得到达时间差定位结果;
通过基于最小均方差的自适应融合算法对到达角度定位结果和到达时间差定位结果进行融合计算,得到干扰源的定位坐标。
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