具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种空中目标的定位方法，流程示意图如图1所示，该方法包括：

步骤S10：提取新信号的携带内容，所述新信号包括新接收到的与空中目标对应的信号，所述新信号的携带内容包括信号模式、目标标识符、信号到达接收站点时间以及新信号接收站点标识；

步骤S20：根据所述目标标识符对应的接收站点数量，得到符合该空中目标的最优配置站点；

步骤S30：根据符合该空中目标的最优配置站点以及所述新信号接收站点标识，得到与该空中目标对应的信号组；

步骤S40：根据与该空中目标对应的信号组以及符合该空中目标的最优配置站点，得到所述信号组内的信号到达最优配置站点的时间和最优配置站点的坐标，结合CHAN算法，得到该空中目标的位置。

与现有技术相比，本实施例提供的空中目标的定位方法，通过采用提取新信号的携带内容，基于新信号的携带内容，得到符合该空中目标的最优配置站点以及该空中目标对应的信号组，得到所述信号组内的信号到达最优配置站点的时间和最优配置站点的坐标，并结合CHAN算法，得到该空中目标的位置的技术方案，降低了对信号来源的硬件要求，提升了方法在不同硬件系统的适配性，不需要迭代运算，降低了计算过程的复杂度，定位速度更快更具有实时性且定位结果更准确。

具体的，与空中目标对应的信号是指接收站点接收到的空中目标发出的脉冲信号。接收站点接收空中目标发射的信号，空中目标发射的信号包括信号模式以及目标标识符，接收站点在接收到该信号后生成信号达到接收站点时间，并将接收站点标识一起打包进入后续的数据处理过程，因此步骤S10中提取的新信号的携带内容中包括信号模式、目标标识符、信号到达接收站点时间以及新信号接收站点标识。进一步的，多个接收站点已经预先设置在不同的位置，每个接收站点接收到信号后，都会进行上述的处理并将处理后的信号打包进行后续的数据处理过程。

进一步的，信号模式包括ADS-B、SSR的A模式、C模式；目标标识符包括A模式对应的识别码、ADS-B和S模式对应的ICAO地址。信号模式与目标标识符可根据实际情况确定。

在一个具体的实施例中，步骤S20包括：

步骤S21：根据所述目标标识符，得到与该目标标识符对应的所有接收站点，所述所有接收站点包括与所述新信号接收站点标识对应的接收站点；

具体的，在本次新信号提取之前，已经形成目标标识符与与其对应的接收站点之间的映射关系，因此基于本次新信号的目标标识符，结合上述映射关系，可以得到与新信号的目标标识符对应的所有的接收站点，该所有的接收站点包括本次新信号的接收站点。

步骤S22：当与该目标标识符对应的所有接收站点的数量小于第一站点数量阈值，大于第二站点数量阈值时，与该目标标识符对应的所有接收站点即为符合该目标标识符的最优配置站点；

具体的，第一站点数量阈值为5，第二站点数量阈值为2，当通过步骤S21得到与该目标标识符对应的所有接收站点的数量为3或者4时，则此3个或者4个接收站点即为符合该目标标识符的最优配置站点，用于后续对该目标标识符对应的空中目标的定位。进一步的，当该目标标识符对应的所有接收站点的数量为1或者2时，此时接收站点的数量还不能够完成该目标标识符对应的空中目标的定位，可用于更新该目标标识符与与其对应的接收站点的映射关系，当后续有新的与该目标标识符对应的信号进入时，在进行后续定位。

步骤S23：当与该目标标识符对应的所有接收站点的数量大于等于第一站点数量阈值时，执行最优站点配置规则，得到符合该空中目标的最优配置站点。

具体的，本申请实施例中是为了寻找出4个与该目标标识符对应的接收站点作为后续定位的基础，因此当与该目标标识符对应的所有接收站点的数量大于等于5时，则需要执行最优站点配置规则，得到符合该空中目标的4个接收站点，作为最优配置站点。

通过选择最优配置站点的个数为4个，对与该目标标识符对应的空中目标进行定位，定位结果是空中目标的经度、纬度以及高度，定位结果更加精确。

在一个具体的实施例中，步骤S23包括：

步骤S231：对与该目标标识符对应的所有接收站点进行排列组合，得到多个接收站点组，每个接收站点组包括4个接收站点；

具体的，从与该目标标识符对应的所有接收站点中任意选择4个接收站点形成一个接收站点组，通过排列组合的方式得到所有可能的包括4个接收站点的多个接收站点组。例如与该目标标识符对应的所有接收站点包括站1、站2、站3、站4以及站5，则可以形成如下五个接收站点组：第一个接收站点组：站1、站2、站3、站4，第二个接收站点组：站1、站3、站4、站5，第三个接收站点组：站1、站2、站4、站5，第四个接收站点组：站1、站2、站3、站5，第五个接收站点组：站2、站3、站4、站5。当与该目标标识符对应的接收站点的数量大于5个时，排列组合原理与上述与该目标标识符对应的所有接收站点包括站1、站2、站3、站4以及站5的情况同理。

步骤S232：根据下述公式，对每个接收站点组中接收站点的位置进行矩阵计算，判断下述矩阵MatrixA是否为可逆矩阵：

其中，x₀,x₁,x₂,x₃分别表示每个接收站点组中各接收站点在以地心为坐标原点的空间直角坐标系中的x轴坐标，y₀,y₁,y₂,y₃分别表示每个接收站点组中各接收站点在以地心为坐标原点的空间直角坐标系中的y轴坐标，z₀,z₁,z₂,z₃分别表示每个接收站点组中各接收站点在以地心为坐标原点的空间直角坐标系中的z轴坐标；

具体的，若某一个接收站点组对应的矩阵MatrixA不可逆，则认为该接收站点组中的各个站点均位于同一水平面，则该站点组不可作为定位站点组。

步骤S233：根据每个接收站点组中各个接收站点的位置坐标，计算每个接收站点组的最小站间距，判断所述最小站间距是否大于等于间距阈值；

具体的，间距阈值为30KM。

进一步的，每个接收站点组的最小站间距的计算过程如下：

根据接收站点组中任意两个接收站点的位置坐标，计算任意两个接收站点之间的距离，以该接收站点组中任意两个接收站点之间的最小距离作为该接收站点组的最小站间距。若最小站间距小于30KM，则认为由该站点组位置信息进行空中目标定位时，解算目标定位失败的概率过大。不可作为定位站点组。

步骤S234：当得到多个接收站点组满足矩阵MatrixA为可逆矩阵且最小站间距大于等于间距阈值时，选择最小站间距最大的接收站点组作为符合该空中目标的最优配置站点。

具体的，当存在多个接收站点组通过步骤S232以及步骤S233之后，该多个接收站点组满足矩阵MatrixA为可逆矩阵且最小站间距大于等于间距阈值，每个接收站点组均对应一个最小站间距，将多个最小站间距中最大的那个最小站间距对应的接收站点组作为符合该空中目标的最优配置站点。

在一个具体的实施例中，步骤S30包括：

步骤S31：根据所述新信号接收站点标识，判断最优配置站点是否包括新信号对应的接收站点；

步骤S32：当最优配置站点包括新信号对应的接收站点时，基于信号配对规则，将新信号与最优配置站点中其它站点接收的与该空中目标对应的信号进行配对；

步骤S33：若新信号与最优配置站点中其它站点接收的与该空中目标对应的信号均配对成功，则得到与空中目标对应的信号组。

进一步的，当最优配置站点不包括新信号对应的接收站点时，则该最优配置站点接收的与该空中目标对应的信号即为与空中目标对应的信号组，直接用于后续对该空中目标的定位。

在一个具体的实施例中，步骤S32中的信号配对规则包括：

基于所述信号到达接收站点时间，判断新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的到达时间差是否小于两个接收站点的最大时间差；

基于所述信号模式，判断新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的信号模式是否一致；

基于所述目标标识符，结合目标标识符容错配对机制，判断新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号是否来自于同一空中目标。

具体的，信号到达接收站点都会存在一个到达时间，判断新信号到达接收站点的时间与最优配置中任一个接收站点接收到与新信号同一个目标标识符的信号的到达时间的到达时间差是否小于两个接收站点的最大时间差，若小于，则符合信号配对规则中对于达到时间差的要求。

进一步的，两个接收站点之间的最大时间差Δt满足其中x′_i,y′_i,z′_i表示最优配置站点中第i个接收站点的坐标，0≤i≤3；x′_j,y′_j,z′_j表示最优配置站点中第j个接收站点的坐标，0≤j≤3，j≠i，c为光速，c＝2.99792458×10⁸。

在一个具体的实施例中，所述目标标识符容错配对机制包括：

当新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的信号模式一致，且达到时间差小于两个接收站点的最大时间差时，对新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的目标标识符的相似度进行判断；

若两者的相似度大于等于相似度阈值，则判断新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号来源于同一空中目标。

进一步的，相似度阈值为90％。

在一个具体的实施例中，所述对新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的目标标识符的相似度进行判断，包括：

将新信号与最优配置站点中任一个接收站点接收的与该空中目标对应的信号的目标标识符均转换为二进制数；

比较二进制数各位的数值，计算出不同数值的个数；

基于所述不同数值的个数，计算出所述相似度。

具体的，当相似度大于等于90％时，则认为两个目标标识符一样，对应的两个信号来源于同一目标。

在一个具体的实施例中，步骤S40包括：

步骤S41：根据与该空中目标对应的信号组内的信号达到最优配置站点的时间和最优配置站点的坐标，构建下述双曲线方程：

其中，x′₀,y′₀,z′₀表示最优配置站点中第一个接收站点的坐标；x′_i,y′_i,z′_i表示最优配置站点中第i个接收站点的坐标，0≤i≤3；R₀表示空中目标与第一个接收站点的距离；R_i表示空中目标与第i个接收站点的距离；ΔR_i＝Δt_ic，ΔR_i表示空中目标与第一个接收站点以及第i个接收站点之间的距离差；Δt_i表示空中目标发出的信号达到第一个接收站点与第i个接收站点之间的时间差；c表示信号传播速度，c为光速。

步骤S42：利用CHAN算法对上述双曲线公式进行求解，得到空中目标的位置。

在一个具体的实施例中，步骤S42中利用CHAN算法对上述双曲线公式进行求解，得到两个解时，所述方法还包括：

分别判断两个解对应的经纬度、海拔高度是否在最优配置站点的预设经纬度、海拔高度范围内；

结合该空中目标上一时刻坐标的位置和时间，计算空中目标时速，判断空中目标时速是否小于时速阈值，进而得到空中目标的位置。

当上述双曲线方程存在两个解时，根据大地坐标的合理性来筛选出唯一解。具体的，最优配置站点的预设经纬度是指在纬度最优配置站点300km范围内，精度在最优配置站点300km范围内；海拔高度范围是指海拔高度大于0且小于15000m。具体的，时速阈值为10000km/h。

进一步的，当上述双曲线方程存在唯一解时，则该唯一解为空中目标的位置。

本发明的一个具体实施例，公开了一种空中目标的定位装置，该装置结构示意图如图2所示，该装置包括：

信息提取模块，用于提取新信号的携带内容，所述新信号包括新接收到的与空中目标对应的信号，所述新信号的携带内容包括信号模式、目标标识符、信号到达接收站点时间以及新信号接收站点标识；

最优配置站点生成模块，根据所述目标标识符对应的接收站点数量，得到符合该空中目标的最优配置站点；

信号组生成模块，根据符合该空中目标的最优配置站点以及所述新信号接收站点标识，得到与该空中目标对应的信号组；

空中目标位置生成模块，用于根据与该空中目标对应的信号组以及符合该空中目标的最优配置站点，得到所述信号组内的信号到达最优配置站点的时间和最优配置站点的坐标，结合CHAN算法，得到该空中目标的位置。

与现有技术相比，本实施例通过将信息提取模块、最优配置站点生成模块、信号组生成模块以及空中目标位置生成模块结合，通过采用提取新信号的携带内容，基于新信号的携带内容，得到符合该空中目标的最优配置站点以及该空中目标对应的信号组，得到所述信号组内的信号到达最优配置站点的时间和最优配置站点的坐标，并结合CHAN算法，得到该空中目标的位置的技术方案，降低了对信号来源的硬件要求，提升了方法在不同硬件系统的适配性，不需要迭代运算，降低了计算过程的复杂度，定位速度更快更具有实时性且定位结果更准确。

本发明实施例的具体实施过程参见上述方法实施例即可，本实施例在此不再赘述。由于本实施例与上述方法实施例原理相同，所以本装置也具有上述方法实施例相应的技术效果。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。