基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法及系統，該方法包括：采集單通道的若干個真實信號的幅度值；根據若干個真實信號幅度值，進行概率分布統計繪制概率分布曲線圖，并繪制單通道的真實信號的幅度值的統計Q?Q圖；判斷統計Q?Q圖是否滿足正態分布規律，當滿足正態分布規律時，擬合統計Q?Q圖的斜率和截距，以截距為均值，斜率為均方差；在滿足現行約束最小方差準則的條件下，自適應放縮統計Q?Q圖對應的概率分布曲線的置信區間以快速收斂得到幅度值的均值。本發明專利技術減少濾波誤差同時大大提升了處理結果穩定度，提升測距精度。

【技術實現步驟摘要】
基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法及系統
本專利技術涉及無線電偵測領域，尤其涉及一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法及系統。
技術介紹
隨著無線電偵測技術快速發展，單一測向技術不再滿足戰時無線電偵測需求，無源定位技術成為目前無線電偵測技術研究熱點，無線電偵測測距技術成為定位關鍵。傳統無線電偵測通常采用比幅法或干涉法進行測向，現實場景中比幅測向技術對多通道天線一致性要求較高，干涉測向技術對交叉基線長度和多通道相位同步要求較高，因此在測向技術上，利用幅相關系的無線電偵測測距技術設計難度進一步加大，一般在設計難度、研制成本和架設合理性等方面綜合考慮，采用比幅法測向技術成為當前無線電測向主流，結合Friis大氣衰減公式可推衍出基于信號源輻射強度檢測的無線電偵測測距技術。但現有的基于信號源輻射強度檢測的無線電偵測測距技術在測距精度、測距分辨率、環境適應性等方面存在較大缺陷，例如：信號源輻射強度檢測通常接收幅度不為定值，存在較大的誤差，傳統偵測測距系統處理該獲取過程，采用平滑濾波或自適應濾波手段，這樣會存在濾波失鎖風險，導致距離解算無法真實有效反應計算結果。
技術實現思路
本專利技術提供了一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法及系統，用以解決接收幅度不為定值時，信號源輻射強度解算信源距離誤差較大的技術問題。為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，包括以下步驟：采集單通道的若干個真實信號的幅度值；根據若干個真實信號幅度值，進行概率分布統計繪制概率分布曲線圖，并繪制單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖；判斷統計Q-Q圖是否滿足正態分布規律，當滿足正態分布規律時，擬合統計Q-Q圖的斜率和截距，以截距為均值，斜率為均方差；在滿足現行約束最小方差準則的條件下，自適應放縮統計Q-Q圖對應的概率分布曲線的置信區間以快速收斂得到幅度值的均值。優選地，繪制單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖，包括以下步驟：Ⅰ.將單通道的真實信號的幅度值數據依小到大排成順序x1,x2,x3,···,xn，得到對應概率值pn為：Ⅱ.計算標準正態分位數q1,q2,...,qn；Ⅲ.將數對(qi,xi)(i＝1,2,3,...,n)作為直角坐標平面內的點，繪制得到單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖。優選地，標準正態分位數q1,q2,...,qn，計算式如下：其中，n個幅度值數據來自正態分布總體X。本專利技術還提供一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，針對多通道接收機，方法包括以下步驟：偵測信源，并通過遍歷通道，查找幅度最大值通道；采用如上述任一項的基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法對幅度最大值通道進行幅度值估計，得到幅度最大值通道的幅度值的均值。本專利技術還提供一種計算機系統，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執行計算機程序時實現上述任一方法的步驟。本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術的基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，針對基于Q-Q圖正態匹配分析的偵測接收機幅度估計，實現對已知信源并且輻射功率恒定的信源測向測距，測距精度明顯提升。2、在另一優選方案中，本專利技術基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，通過引入接收幅度的統計理論，采用Q-Q正態匹配計算各通道接收幅度，減少濾波誤差同時大大提升了處理結果穩定度，該幅度估計系統是一種平穩過程，可快速收斂減少幅度檢測算法設計難度。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是本專利技術優選實施例的基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法的流程示意圖；圖2是本專利技術優選實施例的模擬偵測接收實際采集場景的真實信號幅度的示意圖；圖3是本專利技術優選實施例的模擬偵測接收實際采集場景的概率分布密度曲線的示意圖；圖4是本專利技術優選實施例的模擬偵測接收實際采集場景的正態分布統計Q-Q圖；圖5是本專利技術優選實施例的模擬偵測接收實際采集場景的真實信號統計Q-Q圖；圖6是本專利技術優選實施例的6通道的概率分布密度曲線；圖7是本專利技術優選實施例的6通道的統計Q-Q曲線；圖8是本專利技術優選實施例的正態匹配輸出幅度值。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明，但是本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，本專利技術的基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，包括以下步驟：S1、采集單通道的若干個真實信號的幅度值；S2、根據若干個真實信號幅度值，進行概率分布統計繪制概率分布曲線圖(對概率分布曲線求導得到概率分布密度曲線)，并繪制單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖；S3、判斷統計Q-Q圖是否滿足正態分布規律，當滿足正態分布規律時，擬合統計Q-Q圖的斜率和截距，以截距為均值，斜率為均方差；(均方根即均方差的算術平方根)；S4、在滿足現行約束最小方差準則的條件下，自適應放縮統計Q-Q圖對應的概率分布曲線的置信區間以快速收斂得到幅度值的均值。通過上述步驟，通過Q-Q圖來匹配計算各通道接收幅度，減少濾波誤差同時大大提升了處理結果穩定度。針對基于Q-Q圖正態匹配分析的偵測接收機幅度估計，實現對已知信源并且輻射功率恒定的信源測向測距，測距精度明顯提升。在無線電偵測時，偵測接收機接收信號由信源入射信號經過無線信道路徑損耗和多通道接收機采集系統獲得，該系統存在多種誤差噪聲，包括信號源入射信號的發射噪聲、多徑效應信道噪聲、接收機接收噪聲以及接收機ADC量化誤差等一系列噪聲，通常這種電磁效應產生噪聲和數字量化產生噪聲可以看成一種互不相關的隨機過程，均滿足正態分布規律，此時可將接收信號引入噪聲為合成噪聲。假設單一噪聲服從正態分布則合成噪聲為則分布概率密度為：其中，μi代表單一噪聲的均值，代表單一噪聲的均方差，Δni為單一噪聲，I為噪聲的最大數量，N為正態分布的噪聲點的集合，i為噪聲點的集合中的噪聲點的序號；Δntotal為合成噪聲，為合成噪聲的均方差，噪聲均值均方根為合成噪聲分布服從正態分布。本實施例中，先搭建信源和偵測接收機采集系統，模擬偵測接收系統實際采集場景。信源采用調制脈沖信號，信號頻率5800MHz，信號功率-10dBm，發射天線增益3dBi，占空比10/14，接收機鏈路增益70dB，測量天線增益10dBi,信源與接收機距離0.1km，采用上述的步驟進行單通道數據采集。如圖1所示，采集240幀真實信號幅度，呈現隨機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，其特征在于，包括以下步驟：/n采集單通道的若干個真實信號的幅度值；/n根據所述若干個真實信號幅度值，進行概率分布統計繪制概率分布曲線圖，并繪制所述單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖；/n判斷所述統計Q-Q圖是否滿足正態分布規律，當滿足正態分布規律時，擬合所述統計Q-Q圖的斜率和截距，以截距為均值，斜率為均方差；/n在滿足現行約束最小方差準則的條件下，自適應放縮所述統計Q-Q圖對應的概率分布曲線的置信區間以快速收斂得到幅度值的均值。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，其特征在于，包括以下步驟：
采集單通道的若干個真實信號的幅度值；
根據所述若干個真實信號幅度值，進行概率分布統計繪制概率分布曲線圖，并繪制所述單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖；
判斷所述統計Q-Q圖是否滿足正態分布規律，當滿足正態分布規律時，擬合所述統計Q-Q圖的斜率和截距，以截距為均值，斜率為均方差；
在滿足現行約束最小方差準則的條件下，自適應放縮所述統計Q-Q圖對應的概率分布曲線的置信區間以快速收斂得到幅度值的均值。


2.根據權利要求1所述的基于正態匹配的無線電偵測的接收幅度的估計方法，其特征在于，所述繪制所述單通道的真實信號的幅度值的統計Q-Q圖，包括以下步驟：
Ⅰ.將所述單通道的真實信號的幅度值數據依小到大排成順序x1,x2,x3,···,xn，得到對應概率值pn為：



Ⅱ.計算標準正態分位數q1,q2,...,qn；
Ⅲ.將數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳方來，李征，王生水，韓乃軍，韓明華，
申請(專利權)人：湖南華諾星空電子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43