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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于稀疏数据的电磁目标态势地图构建方法，包括：确定待测区域，记录各采样位置信息和频谱强度监测信息；设置网格尺度大小，将待测绘区域表示成矩阵形式；估计待测绘区域内可能存在的电磁目标的粗略位置及该处的功率大小，其中粗略位置为以网格为尺度的网格点坐标估计；获得不同粗略位置附近用于精确估计的采样数据；拟合不同采样位置处空间传播损耗参数，估计每一个选取范围内电磁目标的精确位置及功率；估计全部位置处的传播损耗参数，得到符合真实场景的传播模型，结合电磁目标位置及功率，预测所有网格的电磁频谱强度信息。本发明可以较高的精确度实现电磁目标态势地图构建任务。

主权项：1.一种基于稀疏数据的电磁目标态势地图构建方法，其特征在于，所述电磁目标态势地图构建方法包括以下步骤：S1，确定待测区域，记录各采样位置信息和频谱强度监测信息，记录信息至少包括测绘区域长度、测绘区域宽度、总采样节点数和待测频点；S2，设置网格尺度大小，将待测绘区域表示成矩阵形式；S3，估计待测绘区域内存在的电磁目标的粗略位置及该处的功率大小，其中粗略位置为以网格为尺度的网格点坐标估计；具体地：初始化电磁目标位置候选点集，初始候选点位置设为全部网格位置，默认初始状态下不同采样位置的路径损耗参数均为平方项；迭代更新不同候选位置上的电磁目标功率，在更新目标位置时，当候选点对应的功率小于预设的非负门限值时，将其固定在零值，当所有电磁目标功率的非零值个数及其位置持续不变时，视为算法收敛，结束迭代；将所有非零值对应的位置作为存在电磁目标的粗略位置；S4，根据步骤S3估计得到的粗略位置，获得不同粗略位置附近用于精确估计的采样数据；具体地：针对每个存在电磁目标的粗略位置，以其为中心位置向外扩展预设距离，选择扩展范围内的全部采样数据；对扩展范围内的采样数据进行向下取整，计算取整后各数据的自信息量，按照信息量由大到小的顺序选取预设比例的采样数据作为精确估计该电磁目标候选点的有效采样数据；其中，如果扩展范围内包含其他电磁目标候选位置，根据包含的其他电磁目标候选位置对扩展范围内的原始采样数据进行更新后，再进行向下取整；S5，将步骤S4得到的扩展范围内的有效采样数据作为对应候选位置的观测数据，拟合不同采样位置处空间传播损耗参数，估计每一个选取范围内电磁目标的精确位置及功率；S6，利用采样位置上拟合后的传播损耗参数，估计全部位置处的传播损耗参数，得到符合真实场景的传播模型，结合电磁目标位置及功率，预测所有网格的电磁频谱强度信息；步骤S5中，估计每一个选取范围内电磁目标的精确位置及功率的过程包括以下步骤：S51，选择一个候选位置，功率记为w＝[wi]，位置记为将步骤S4得到的对应范围内的采样值yi作为观测数据，不同观测数据与该电磁目标关系为：yi＝dχiwi+δ；式中， S52，基于更新后的隐变量w取值，用相同的方法更新求解稀疏字典中的待估计参数θi,ki，将θi,ki统一由χi表示，该问题表示为如下最优化问题： 其中，代表更新后的参数；更新后的稀疏字典参数最优取值由下式得到： 其中，为更新步长，决定更新方向， 其中，∑i为wi的方差，μi为wi的均值；S53，初始化影响w的参数a,b,c,d，更新w的均值和方差；S54，重复步骤S52和步骤S53，迭代更新该范围内电磁目标位置和功率，当||θk+1-θk||小于固定阈值时视为收敛，停止迭代；S55，重复步骤S51至步骤S54，更新每个区域内候选目标位置，最终得到测绘区域中全部电磁目标的精确位置及功率；步骤S6中，利用采样位置上拟合后的传播损耗参数，估计全部位置处的传播损耗参数，得到符合真实场景的传播模型，结合电磁目标位置及功率，预测所有网格的电磁频谱强度信息的过程包括以下步骤：S61，未知点S0x0,y0处的传播损耗参数k0由已知样本点Si的传播损耗参数ki表示为： 其中， 其中xi和yi分别为已知点Si的横坐标和纵坐标，i＝1,2,...,kn；S62，待测绘区域中所有位置处的频谱强度值Mj表示为： 其中，为待估计位置，j＝1,2,...,s，xj、yj分别为该点横坐标与纵坐标，kj为该点的传播损耗参数，wi和θi分别为估计所得第i个电磁目标的功率和位置，得到待测区域的电磁目标态势地图。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种基于稀疏数据的电磁目标态势地图构建方法