本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)，尤其涉及到GSM-R干擾監(jiān)測(cè)中對(duì)于干擾源的高精度定位方法。
背景技術(shù)：
：鐵路移動(dòng)通訊系統(tǒng)(GSM-R，GlobalSystemofMobilecommunicationforRailways)是GSM技術(shù)在鐵路工作環(huán)境中的應(yīng)用。隨著國(guó)家的鐵路建設(shè)和城市化建設(shè)的快速推進(jìn)，社會(huì)上的各種無(wú)線設(shè)備大量增加，鐵路線路和站場(chǎng)所面臨的電磁環(huán)境會(huì)愈加復(fù)雜和惡化，無(wú)線設(shè)備間相互干擾、自我干擾日益突出，鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)由于門類多、業(yè)務(wù)復(fù)雜，同時(shí)所使用的無(wú)線頻段正好處在過(guò)度密集的移動(dòng)通信黃金頻段，頻率資源競(jìng)爭(zhēng)及干擾嚴(yán)重。此外，當(dāng)前鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)正處于新型業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更替的時(shí)期，多代通信體制和通信設(shè)備將長(zhǎng)期共存，更加劇了鐵路無(wú)線業(yè)務(wù)監(jiān)管的難度。因此，GSM-R的干擾監(jiān)測(cè)就尤為重要，亟需盡早建立GSM-R專用無(wú)線監(jiān)測(cè)體系，以技術(shù)手段對(duì)網(wǎng)內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、查找、確認(rèn)干擾源并排除其影響，以保障無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)用。其中，確認(rèn)GSM-R干擾源的位置是排查和排除干擾源最為關(guān)鍵的一步，由于定位誤差總是存在的，最終仍需要在一定誤差范圍內(nèi)進(jìn)行人工排查。因此，實(shí)現(xiàn)GSM-R干擾源位置的高精度估計(jì)，對(duì)縮小最終人工排查的范圍，提高干擾源排除工作的效率，具有十分重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于GDOP分析的自適應(yīng)GSM-R干擾源融合定位方法，該方法能夠基于干擾源及其輻射信號(hào)的特點(diǎn)，自適應(yīng)地確定最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制，實(shí)現(xiàn)GSM-R干擾源的高精度融合定位。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，基于GDOP分析的GSM-R干擾源融合定位方法，其特征在于，包括下述步驟：A、對(duì)同時(shí)監(jiān)測(cè)到同一干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站的確定及各自的信號(hào)接收質(zhì)量評(píng)估：當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)站X1檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí)，記錄該干擾信號(hào)的頻點(diǎn)和時(shí)間信息，再在該監(jiān)測(cè)站X1附近搜尋同一時(shí)刻接收到該干擾信號(hào)的其他監(jiān)測(cè)站，依據(jù)各監(jiān)測(cè)站接收到的該干擾信號(hào)的信號(hào)和噪聲的有效功率之比，即信噪比，篩選出信噪比滿足預(yù)設(shè)門限要求的N個(gè)監(jiān)測(cè)站，N≥3；B、根據(jù)篩選出的N個(gè)監(jiān)測(cè)站的干擾信號(hào)接收功率大小以及監(jiān)測(cè)站的相互位置關(guān)系確定干擾源的所在區(qū)域：首先，分析干擾源采用天線類型，判斷其屬全向天線或定向天線；然后，基于分析得到的天線類型確定干擾源的所在區(qū)域：若干擾源采用全向天線，則利用信號(hào)接收功率最大的3個(gè)監(jiān)測(cè)站確定干擾源處于監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的基本三角單元位置，即3個(gè)監(jiān)測(cè)站組成的等邊三角形內(nèi)部為干擾源所在區(qū)域；若干擾源采用定向天線，先根據(jù)各監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收情況及其位置確定干擾源的主波束方向，再利用空間傳播損耗與傳播距離成正比的特性，反推出干擾源的所在區(qū)域；C、對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行不同條件下的定位誤差分析：將不同數(shù)量、不同位置的監(jiān)測(cè)站進(jìn)行組合，依據(jù)各種組合條件下相應(yīng)的角度測(cè)量誤差和時(shí)差估計(jì)誤差，結(jié)合測(cè)向交匯和時(shí)差定位體制，針對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析；D、根據(jù)定位誤差分析結(jié)果，確定最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制：統(tǒng)計(jì)定位誤差的分布情況，以覆蓋分析區(qū)域總面積的比例達(dá)到預(yù)定數(shù)值(優(yōu)選為75％)的定位誤差大小，作為定位精度，比較不同定位體制對(duì)干擾源大致區(qū)域的定位精度，選擇確定定位精度最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制；E、完成干擾源位置的高精度融合估計(jì)：根據(jù)確定的最佳監(jiān)測(cè)站組合和定位體制，對(duì)該干擾信號(hào)進(jìn)行多次觀測(cè)，并對(duì)每次獨(dú)立測(cè)量所得的定位參數(shù)的誤差進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，進(jìn)而構(gòu)造加權(quán)協(xié)方差矩陣，最后基于最小二乘的原理完成干擾源的高精度融合定位。所述步驟C為：將不同數(shù)量、不同位置的監(jiān)測(cè)站進(jìn)行組合，并在各種組合條件下，進(jìn)行下述計(jì)算：C1)利用角度估計(jì)精度的克拉美羅下屆公式分析得到各種組合條件下的角度測(cè)量精度,其中d為陣列天線陣元間距，λ為信號(hào)波長(zhǎng)，θ為來(lái)波方向，Ns為角度估計(jì)時(shí)據(jù)的樣點(diǎn)數(shù)，SNR為接收信號(hào)信噪比；C2)利用時(shí)差估計(jì)精度的CRLB公式分析得到各種組合條件下的時(shí)差測(cè)量精度，其中B為信號(hào)帶寬，SNR為相關(guān)輸出信噪比，其表達(dá)式為Bn是噪聲帶寬、T是信號(hào)持續(xù)時(shí)間，snr1、snr2分別為相關(guān)提取時(shí)差時(shí)兩路信號(hào)的信噪比；C3)利用測(cè)向交匯定位精度的CRLB公式對(duì)干擾源大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析，測(cè)向交匯定位精度的CRLB公式為：其中，r表示干擾源的位置矢量，T表示矩陣轉(zhuǎn)置，為角度測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，σi,i＝1...M為第i次角度測(cè)量的誤差；角度關(guān)于干擾源位置的微分矩陣表達(dá)式如下：式中，為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)所在位置與干擾源之間的直線距離；再利用時(shí)差定位精度的CRLB公式對(duì)干擾源大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析,時(shí)差定位精度的CRLB公式如下：Pdr＝E[drdrT]＝B(c2Pτ)BT其中，為Pτ時(shí)差測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣,B＝(ATA)-1AT，A為時(shí)差關(guān)于干擾源位置的微分：其中，r為干擾源的位置矢量，ri,i＝1…M為干擾源到第i個(gè)監(jiān)測(cè)站的距離矢量，c為光速。所述步驟E為：根據(jù)確定的最佳監(jiān)測(cè)站組合和定位體制，對(duì)該干擾信號(hào)進(jìn)行多次觀測(cè)，并依據(jù)每次獨(dú)立測(cè)量的定位參數(shù)誤差構(gòu)造加權(quán)協(xié)方差矩陣，最后基于下述最小二乘估計(jì)公式，完成GSM-R干擾源的高精度融合定位：其中，是待估計(jì)量，也即干擾源位置，H為觀測(cè)矩陣，W為構(gòu)造的加權(quán)協(xié)方差矩陣，z為多次觀測(cè)構(gòu)成的觀測(cè)矢量。本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明使用了自動(dòng)化的信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)GSM-R通信進(jìn)行全頻段、全區(qū)域地監(jiān)測(cè)，能夠更及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)GSM-R干擾信號(hào)和實(shí)現(xiàn)干擾源的定位處理。因此，相比于傳統(tǒng)的人工、分離式儀器測(cè)試和“需要時(shí)才監(jiān)測(cè)”的運(yùn)作模式，能夠顯著提高GSM-R干擾源查找與排除工作的效率。2、本發(fā)明能夠通過(guò)信號(hào)的測(cè)量和定位參數(shù)的分析，自適應(yīng)地評(píng)估和確定定位性能最佳的監(jiān)測(cè)站組合和定位體制完成定位處理，因此，該發(fā)明能夠在不同的GSM-R干擾源和不同的干擾信號(hào)參數(shù)條件下，解決傳統(tǒng)的單一的定位方法存在定位盲區(qū)和易受信號(hào)參數(shù)的限制導(dǎo)致精度不高的問題，從而盡可能高地保障干擾源的定位精度，有效提升了GSM-R干擾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。3、由于本發(fā)明對(duì)GSM-R干擾信號(hào)進(jìn)行了多次觀測(cè)，并對(duì)每次獨(dú)立觀測(cè)所得定位參數(shù)的估計(jì)誤差進(jìn)行評(píng)估后構(gòu)造了用于加權(quán)的定位參數(shù)誤差協(xié)方差矩陣，再基于加權(quán)最小二乘方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)GSM-R干擾源位置的融合估計(jì)，有效利用了參數(shù)估計(jì)誤差呈正態(tài)分布的特點(diǎn)，避免了單次定位存在較大隨機(jī)性的問題，不用增加額外成本，就可以大幅提高干擾源的定位精度。附圖說(shuō)明圖1為針對(duì)干擾源A時(shí)本發(fā)明方法的融合定位結(jié)果與采用單次測(cè)向交匯定位技術(shù)進(jìn)行500次測(cè)向交匯定位結(jié)果的對(duì)比示意圖。圖2為針對(duì)干擾源B時(shí)本發(fā)明方法的融合定位結(jié)果與500次測(cè)向交匯定位結(jié)果的對(duì)比示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了一種基于GDOP分析的自適應(yīng)GSM-R干擾源融合定位方法，包括下述步驟：A、GSM-R干擾監(jiān)測(cè)網(wǎng)中同時(shí)監(jiān)測(cè)到同一干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站的確定及各自的信號(hào)接收質(zhì)量評(píng)估：當(dāng)GSM-R干擾監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的某個(gè)監(jiān)測(cè)站X1檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí)，根據(jù)信號(hào)檢測(cè)方法得到該干擾信號(hào)的頻點(diǎn)和時(shí)間信息，再在該監(jiān)測(cè)站X1附近搜尋同一時(shí)刻同樣接收到該干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站，并對(duì)其各自接收的該干擾信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量及信噪比進(jìn)行估計(jì)，最終篩選出信噪比滿足門限要求的N個(gè)監(jiān)測(cè)站(N≥3)。B、根據(jù)N個(gè)監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收功率大小以及監(jiān)測(cè)站的相互位置關(guān)系確定GSM-R干擾源的大致區(qū)域：首先，分析確定干擾源采用的是全向天線還是定向天線。干擾源采用全向天線時(shí)，呈現(xiàn)的特點(diǎn)是干擾源各個(gè)方位上的與其距離基本相同的監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收功率相近；干擾源采用定向天線時(shí)，則表現(xiàn)出主瓣波束內(nèi)的監(jiān)測(cè)站接收信號(hào)功率較大，旁瓣和背瓣波束內(nèi)的監(jiān)測(cè)站接收信號(hào)功率較低的特點(diǎn)。然后，基于分析得到的天線類型確定干擾源的大致區(qū)域。若干擾源采用的是全向天線，則利用信號(hào)接收功率最大的3個(gè)監(jiān)測(cè)站便可確定干擾源處于監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的哪一個(gè)基本三角單元，即3個(gè)監(jiān)測(cè)站組成的等邊三角形內(nèi)；若干擾源采用了定向天線，先根據(jù)各監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收情況及其位置確定干擾源的主波束方向，再利用空間傳播損耗與傳播距離成正比的特性，反推出干擾源所在的大致區(qū)域。C、對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行不同條件下的定位誤差分析：將不同數(shù)量、不同位置的監(jiān)測(cè)站進(jìn)行組合，先分析評(píng)估得到各種組合條件下相應(yīng)的角度測(cè)量誤差和時(shí)差估計(jì)誤差，再結(jié)合測(cè)向交匯和時(shí)差定位體制，針對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析。D、根據(jù)定位誤差分析結(jié)果，確定最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制：統(tǒng)計(jì)定位誤差的分布情況，以覆蓋分析區(qū)域75％面積的定位誤差大小作為定位精度，比較上述不同定位體制對(duì)干擾源大致區(qū)域的定位精度，選擇確定定位精度最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制。E、完成干擾源位置的高精度融合估計(jì)：根據(jù)確定的最佳監(jiān)測(cè)站組合和定位體制，對(duì)該GSM-R干擾信號(hào)進(jìn)行多次觀測(cè)，并對(duì)每次獨(dú)立測(cè)量的定位參數(shù)誤差進(jìn)行評(píng)估，以構(gòu)造加權(quán)協(xié)方差矩陣，最后基于最小二乘的思想完成GSM-R干擾源的高精度融合定位處理。實(shí)施例一種基于GDOP分析的自適應(yīng)GSM-R干擾源融合定位方法，包括下述步驟：A、GSM-R干擾監(jiān)測(cè)網(wǎng)中同時(shí)監(jiān)測(cè)到同一干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站的確定及各自的信號(hào)接收質(zhì)量評(píng)估：當(dāng)GSM-R干擾監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的某個(gè)監(jiān)測(cè)站X1檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí)，根據(jù)信號(hào)檢測(cè)方法得到該干擾信號(hào)的頻點(diǎn)和時(shí)間信息，再在該監(jiān)測(cè)站X1附近搜尋同一時(shí)刻同樣接收到該干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站，并對(duì)其各自接收的該干擾信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量及信噪比進(jìn)行估計(jì)，最終篩選出信噪比滿足門限要求的N個(gè)監(jiān)測(cè)站(N≥3)。B、根據(jù)N個(gè)監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收功率大小以及監(jiān)測(cè)站的相互位置關(guān)系確定GSM-R干擾源的大致區(qū)域：首先，分析確定干擾源采用的是全向天線還是定向天線。修正后的Okumura-Hata電波傳播模型可表示為：PL(dB)＝Δ1+74.52+26.16logf-13.82loghb-3.2(log(11.75hm))2+[44.9-6.55loghb+Δ2]logd其中，f是載波頻率(MHz)；hb是發(fā)射天線的有效高度(m)；hm時(shí)接收天線有效高度(m)；d是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離(Km)。模型中的Δ1與Δ2分別為電磁傳播中的“損耗-對(duì)數(shù)距離”關(guān)系中的截距補(bǔ)償銀子和斜率補(bǔ)償因子，分別對(duì)不同傳播場(chǎng)景下的傳播損耗的初始損耗和傳輸變化率進(jìn)行補(bǔ)償，不同場(chǎng)景下，其取值不同。由于同一干擾源附近的監(jiān)測(cè)站，其地形地貌環(huán)境和接收條件基本相同，由上式可知，干擾信號(hào)的空間傳播損耗主要與傳播距離有關(guān)。因此，當(dāng)干擾源采用全向天線時(shí)，呈現(xiàn)的特點(diǎn)是干擾源各個(gè)方位上的與其距離基本相同的監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收功率大小相近；干擾源采用定向天線時(shí)，則表現(xiàn)出主瓣波束內(nèi)的監(jiān)測(cè)站接收信號(hào)功率較大，旁瓣和背瓣波束內(nèi)的監(jiān)測(cè)站接收信號(hào)功率較低的特點(diǎn)。然后，基于分析得到的天線類型確定干擾源的大致區(qū)域。若干擾源采用的是全向天線，則利用信號(hào)接收功率最大的3個(gè)監(jiān)測(cè)站便可確定干擾源處于監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的哪一個(gè)基本三角單元，即3個(gè)監(jiān)測(cè)站組成的等邊三角形內(nèi)；若干擾源采用了定向天線，先根據(jù)各監(jiān)測(cè)站的信號(hào)接收情況及其位置確定干擾源的主波束方向，再利用空間傳播損耗與傳播距離成正比的特性，反推出干擾源所在的大致區(qū)域。C、對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行不同條件下的定位誤差分析：將不同數(shù)量、不同位置的監(jiān)測(cè)站進(jìn)行組合，并在各種組合條件下，先利用角度估計(jì)精度的克拉美羅下屆(CRLB，Cramer-RaoLowerBounder)公式分析評(píng)估得到各種組合條件下的角度測(cè)量精度(d為陣列天線陣元間距，λ為信號(hào)波長(zhǎng)，θ為來(lái)波方向，Ns為角度估計(jì)時(shí)據(jù)的樣點(diǎn)數(shù)，SNR為接收信號(hào)信噪比)，再利用時(shí)差估計(jì)精度的CRLB公式分析評(píng)估得到各種組合條件下的時(shí)差測(cè)量精度(B為信號(hào)帶寬，SNR為相關(guān)輸出信噪比，其表達(dá)式為其中，Bn是噪聲帶寬、T是信號(hào)持續(xù)時(shí)間，snr1、snr2分別為相關(guān)提取時(shí)差時(shí)兩路信號(hào)的信噪比)。最后，先利用測(cè)向交匯定位精度的CRLB公式對(duì)干擾源大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析。測(cè)向交匯定位精度的CRLB公式如下：其中，r表示干擾源的位置矢量，T表示矩陣轉(zhuǎn)置，為角度測(cè)量誤差的協(xié)方差矩陣，σi,i＝1…M為第i次角度測(cè)量的誤差。角度關(guān)于干擾源位置的微分矩陣表達(dá)式如下：式中，為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)所在位置與干擾源之間的直線距離。其中，x,y為干擾源的x坐標(biāo)與y坐標(biāo)，xi,yi,i＝1…M為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，M為觀測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)再利用時(shí)差定位精度的CRLB公式對(duì)干擾源大致區(qū)域進(jìn)行定位誤差分析。時(shí)差定位精度的CRLB公式如下：Pdr＝E[drdrT]＝B(c2Pτ)BT其中，為Pτ時(shí)差測(cè)量誤差協(xié)方差矩陣,c為光速，B＝(ATA)-1AT，而A為時(shí)差關(guān)于干擾源位置的微分：其中，r為干擾源的位置矢量，ri,i＝1…M為干擾源到第i個(gè)監(jiān)測(cè)站的距離矢量，c為光速。D、根據(jù)定位誤差分析結(jié)果，確定最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制：統(tǒng)計(jì)定位誤差的分布情況，以覆蓋分析區(qū)域75％面積的定位誤差大小作為定位精度，比較上述不同定位體制對(duì)干擾源大致區(qū)域的定位精度，選擇確定定位精度最佳的監(jiān)測(cè)站組合和相應(yīng)的定位體制。E、完成干擾源位置的高精度融合估計(jì)：根據(jù)確定的最佳監(jiān)測(cè)站組合和定位體制，對(duì)該GSM-R干擾信號(hào)進(jìn)行多次觀測(cè)，并對(duì)每次獨(dú)立測(cè)量的定位參數(shù)誤差進(jìn)行評(píng)估以構(gòu)造加權(quán)協(xié)方差矩陣，最后基于如下所使的最小二乘估計(jì)公式，完成GSM-R干擾源的高精度融合定位處理。其中，是待估計(jì)量，也即干擾源位置，H為觀測(cè)矩陣，W為構(gòu)造的加權(quán)協(xié)方差矩陣，z為多次觀測(cè)構(gòu)成的觀測(cè)矢量。下面詳細(xì)給出有效監(jiān)測(cè)半徑為4km、監(jiān)測(cè)站天線為接收增益0dB的全向天線、測(cè)向天線陣列的基線長(zhǎng)度為0.15m的位于郊區(qū)的一典型GSM-R干擾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在(-10km≤x≤10km，-10km≤y≤10km)區(qū)域內(nèi)對(duì)位于(-5km，-5km)的采用全向天線發(fā)射網(wǎng)外非法干擾的干擾源進(jìn)行定位的操作過(guò)程：步驟A：GSM-R監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在該區(qū)域內(nèi)共有39個(gè)監(jiān)測(cè)站，當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)站檢測(cè)到該干擾信號(hào)時(shí)，根據(jù)信號(hào)檢測(cè)方法得到該干擾信號(hào)的頻點(diǎn)和時(shí)間信息，搜尋同一時(shí)刻同樣接收到該干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站，并進(jìn)行接收信號(hào)信噪比的評(píng)估，當(dāng)監(jiān)測(cè)站對(duì)信號(hào)的可檢測(cè)信噪比門限為9dB時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)干擾信號(hào)檢測(cè)的監(jiān)測(cè)站序號(hào)、位置及其信噪比情況如下表所示：表1干擾信號(hào)信噪比高于檢測(cè)門限的監(jiān)測(cè)站列表監(jiān)測(cè)站序號(hào)監(jiān)測(cè)站位置(x,y)干擾信號(hào)接收功率/dBm干擾信號(hào)接收信噪比/dB4(-10.00km,-2.00km)-106.139.875(-10.00km,-6.00km)-103.6412.369(-6.54km,0.00km)-104.1111.8910(-6.54km,-4.00km)-84.6531.3511(-6.54km,-8.00km)-95.9620.0415(-3.07km,-2.00km)-97.0118.9916(-3.07km,-6.00km)-87.8028.2017(-3.07km,-10.00km)-104.5611.4421(0.39km,-4.00km)-104.9911.0122(0.39km,-8.00km)-107.188.82步驟B：根據(jù)上表中的10個(gè)可檢測(cè)到干擾信號(hào)的監(jiān)測(cè)站的位置及其信號(hào)接收功率、信噪比大小可以看出，監(jiān)測(cè)站位置及其信號(hào)功率變化呈現(xiàn)四周發(fā)散的特點(diǎn)，故干擾源采用了全向天線。然后利用信號(hào)接收功率最大的3個(gè)監(jiān)測(cè)站便可確定干擾源處于監(jiān)測(cè)網(wǎng)中監(jiān)測(cè)站10、11和16組成的等邊三角形內(nèi)。步驟C：對(duì)干擾源的大致區(qū)域進(jìn)行不同條件下的定位誤差分析：用于測(cè)角的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)數(shù)為100，根據(jù)監(jiān)測(cè)站10、監(jiān)測(cè)站11與監(jiān)測(cè)站16的接收信號(hào)信噪比情況，結(jié)合信號(hào)參數(shù)測(cè)量的結(jié)果，得到三種組合條件下的測(cè)角精度。如下表所示：表2三種組合的測(cè)角精度分析結(jié)果信號(hào)采集時(shí)長(zhǎng)為500us。分析得到雙時(shí)差估計(jì)精度情況，如下表所示：表3時(shí)差估計(jì)精度分析結(jié)果組合序號(hào)時(shí)差1精度/ns時(shí)差2精度/ns10、11、1620.049.21根據(jù)上述不同組合、不同體制的定位參數(shù)精度情況，完成監(jiān)測(cè)站10、11和16組成的等邊三角形內(nèi)區(qū)域的定位誤差分析。步驟D：統(tǒng)計(jì)上述不同組合和定位體制條件下，監(jiān)測(cè)站10、11和16組成的等邊三角形內(nèi)定位誤差的分布情況，得到相應(yīng)條件下覆蓋該區(qū)域75％面積的定位誤差大小作為定位精度，如下表所示：表4不同組合和體制的定位精度分析結(jié)果通過(guò)比較，可以看出，利用監(jiān)測(cè)站10、11、16組合條件下的三站雙時(shí)差定位精度最佳。E、根據(jù)上述確定的定位體制和組合，即監(jiān)測(cè)站10、11、16組合條件下的三站雙時(shí)差定位體制，對(duì)該GSM-R干擾信號(hào)進(jìn)行多次觀測(cè)，并對(duì)每次獨(dú)立測(cè)量的定位參數(shù)誤差進(jìn)行評(píng)估，將其作為加權(quán)協(xié)方差矩陣對(duì)角線上的元素，構(gòu)造出W，最后基于加權(quán)最小二乘方法公式完成GSM-R干擾源的高精度融合估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)本發(fā)明的定位方法的性能可以通過(guò)以下仿真實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，仿真試驗(yàn)過(guò)程中，考慮位于郊區(qū)的某一監(jiān)測(cè)區(qū)域，其內(nèi)部鐵軌長(zhǎng)度為20km，以其中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，監(jiān)測(cè)區(qū)域的范圍為鐵軌兩側(cè)10km，假設(shè)每個(gè)監(jiān)測(cè)站的有效監(jiān)測(cè)半徑均相同為4km，其天線為接收增益0dB的全向天線，測(cè)向天線陣列的基線長(zhǎng)度為0.15m，監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)站以等邊三角形為基本單元，按照蜂窩狀進(jìn)行布站。假設(shè)有2個(gè)干擾源，干擾源位置及其輻射的干擾信號(hào)參數(shù)分別為：干擾源A位于(9km，7km)，發(fā)射功率0.1W，信號(hào)載波頻率為888.5MHz，信號(hào)帶寬10kHz，為連續(xù)波信號(hào)，調(diào)制方式為16QAM，為網(wǎng)外非法干擾；干擾源B位于(-5km，-5km)，發(fā)射功率1W，信號(hào)載波頻率為932.7MHz，信號(hào)帶寬200kHz，時(shí)隙寬度577us，調(diào)制方式為GMSK，為網(wǎng)外GSM干擾。1.本發(fā)明方法與傳統(tǒng)單次測(cè)向定位方法對(duì)干擾源A的定位結(jié)果對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)在以上實(shí)驗(yàn)條件下，針對(duì)干擾源A，本發(fā)明最終確認(rèn)采用了監(jiān)測(cè)站29、30組合的雙站測(cè)向融合定位，與傳統(tǒng)的單次測(cè)向定位結(jié)果對(duì)比仿真圖見圖1。該仿真條件下，從圖1可以看出，單次測(cè)向定位的誤差抖動(dòng)較大，分布區(qū)域較為發(fā)散。本發(fā)明方法的融合定位誤差僅為6.22m，低于單次定位的均方根誤差40.93m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最大的單次定位誤差為226.52m。2.本發(fā)明方法與傳統(tǒng)單次測(cè)向定位方法對(duì)干擾源B的定位結(jié)果對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)在以上實(shí)驗(yàn)條件下，針對(duì)干擾源B，本發(fā)明方法最終確認(rèn)采用了監(jiān)測(cè)站10、11和16組合條件下的三站雙時(shí)差定位方法，其定位結(jié)果與傳統(tǒng)的單次測(cè)向定位結(jié)果對(duì)比仿真圖見圖2。從圖2可以看出，單次定位的最大誤差為75.99m，而融合定位結(jié)果精度極高，為0.19m?？梢姡景l(fā)明方法較傳統(tǒng)方法精度更高，可靠性更好，可大幅縮短排查確認(rèn)的時(shí)間，有利于干擾源的快速排除。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3