单站点短基线TDOA无人机定位的方法、装置及系统与流程

单站点短基线tdoa无人机定位的方法、装置及系统
技术领域
1.本技术涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种单站点短基线tdoa无人机定位的方法、装置及系统。


背景技术：

2.随着无人机的快速发展与普及，在被不同领域广泛应用的同时，其安全隐患也逐渐呈现出来，无人机被没有受过专业训练的、为了满足个人兴趣的、无常识无飞行法律法规意识的用户，以及不法分子等利用起来给公众隐私、财产、生命安全造成巨大威胁。
3.无人机飞行呈现出明显的“低，慢，小”特征，传统的雷达探测的定位方式受虚警、盲区、遮挡限制实用性很差。基于该问题，出现了无人机被动式定位方式的相关技术，该种方式具备被动探测，可靠识别，精准定位，轨迹追踪等技术特点，贴合用户实际需求。
4.如图1所示，是相关技术中一种无人机被动式定位的方式对应的示意图，具体是是利用a、b、c、d多台探测设备组阵（在实际应用中设备的数量大于等于3，3台可实现二维定位，更多设备可实现三维定位），多台探测设备之间用全球卫星导航系统（global navigation satellite system，gnss）同步授时，同步采集信号，然后采用时差定位方法确定无人机位置。另外，gnss同步授时的方式会存在同步误差，为了保证定位的精度，在时间同步精度误差较大的情况下，只能增加设备布署口径，通常要布站基线（一个探测设备对应一个基站）要1000米以上才有较好的效果，一般不应低于300米（无线电波速度c0=3*108m/s，站间时差约1us）。并且为了探测效果，探测设备通常要选取制高点，当布站基线较大时，各基站通常需要布控在不同的建筑物上。
5.对于图1所示的无人机被动式定位的方式，在实际实施过程中，发明发现，为了保证定位精度，需要的布站基线较大，站点选择要求高，这些都会增加工程实施的难度，而且也不便于机动使用，极大的限制了方案适用场景。


技术实现要素：

6.本技术的主要目的在于提供一种单站点短基线tdoa无人机定位的方法、装置及系统，解决相关技术中无人机被动式定位的方式存在工程实施的难度大，不便于机动使用，极大的限制了方案适用场景的问题。
7.为了实现上述目的，根据本技术的第一方面，提供了一种单站点短基线tdoa无人机定位的方法。
8.根据本技术的单站点短基线tdoa无人机定位的方法包括：接收机获取目标发射频点，所述目标发射频点为目标无人机的发射频点；通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号，所述各天线单元分布部署在一个目标站点，所述目标站点上部署的天线单元的数量大于或等于3；将所述目标发射频点对应的射频电信号转换为所述目标发射频点对应的数字时域信号；将所述目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，以基于所述目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定
位法确定目标无人机的位置。
9.可选的，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米。
10.可选的，所述通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号包括：产生同源同步时钟信号，标校通道间同步误差；基于所述同源同步时钟信号，所述接收机的通道同时选取所述目标发射频点信号对应的射频电信号。
11.可选的，在接收机获取目标发射频点之前，所述方法还包括：实时获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号从时域信号转换成频域信号；将所述频域信号传输给所述算法处理器，以基于所述频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对所述目标无人机的存在进行监测，并确定所述目标发射频点。
12.可选的，通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号包括：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取相同的天线或工作频段进行同步采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同步采集相同方向的信号。
13.可选的，所述实时获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号包括：根据天线单元的结构，选择不同的方式获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号。
14.可选的，所述根据天线单元的结构，选择不同的方式获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号包括：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取不同的天线或工作频段进行采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同时采集不同方向的信号。
15.为了实现上述目的，根据本技术的第二方面，提供了一种单站点短基线tdoa无人机定位的装置。
16.根据本技术的单站点短基线tdoa无人机定位的装置包括：数据预处理单元，用于接收机获取目标发射频点，所述目标发射频点为目标无人机的发射频点；多通道采集单元，用于通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号，所述各天线单元分布部署在一个目标站点，所述目标站点上部署的天线单元的数量大于或等于3，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米；所述数据预处理单元，还用于将所述目标发射频点对应的射频电信号转换为所述目标发射频点对应的数字时域信号；所述数据预处理单元，还用于将所述目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，以基于所述目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。
17.可选的，所述多通道采集单元包括：同步模块，用于产生同源同步时钟信号，提前标校通道间同步误差；多通道射频接收模块，用于基于所述同源同步时钟信号，所述接收机的通道同时选取所述目标发射频点信号对应的射频电信号。
18.可选的，所述多通道采集单元，还用于在接收机获取目标发射频点之前，实时获取
各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号从时域信号转换成频域信号；所述数据预处理单元，还用于将所述频域信号传输给所述算法处理器，以基于所述频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对所述目标无人机的存在进行监测，并确定所述目标发射频点。
19.可选的，所述多通道采集单元，还用于：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取相同的天线或工作频段进行同步采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同步采集相同方向的信号。
20.可选的，所述多通道采集单元，还用于：根据天线单元的结构，选择不同的方式获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号。
21.可选的，所述多通道采集单元，还用于：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取不同的天线或工作频段进行采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同时采集不同方向的信号。
22.为了实现上述目的，根据本技术的第三方面，提供了一种单站点短基线tdoa无人机定位的系统，所述系统包括部署在一个目标站点的接收机、至少三个天线单元、算法处理器，所述天线单元，用于采集防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号传输给所述接收机；所述接收机，用于获取目标发射频点，所述目标发射频点为目标无人机的发射频点；通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号；将所述目标发射频点对应的射频电信号转换为所述目标发射频点对应的数字时域信号；所述算法处理器，用于基于所述目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。
23.可选的，所述天线单元为以下结构中任意一种：单支定向天线、单支全向天线、多支不同频段全向天线组成的天线组、多支同频定向天线组成的天线阵列。
24.可选的，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米。
25.为了实现上述目的，根据本技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述第一方面中任意一项所述的单站点短基线tdoa无人机定位的方法。
26.为了实现上述目的，根据本技术的第五方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述第一方面中任意一项所述的单站点短基线tdoa无人机定位的方法。
27.在本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位的方法、装置及系统中，接收机获取目标发射频点，目标发射频点为目标无人机的发射频点；通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的目标发射频点对应的射频电信号，各天线单元分布部署在一个目标站点，目标站点上部署的天线单元的数量大于或等于3，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于
10米且小于100米；将目标发射频点对应的射频电信号进行时频转换，得到目标发射频点对应的数字时域信号；将目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，以基于目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。可以看出，本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位方式，是基于单站点的定位方式，单个站点上部署有多个天线单元，不需要多个站点布阵，且各天线单元通过短基线方式部署，因此相比于多站点部署的方式，大大的降低了站点选择的难度，也可以扩大适用场景，同时也降低了施工的难度，便于机动使用。另外，本技术实施例采用的是多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的射频信号，然后基于天线间信号到达时差计算无人机的位置，这种方式可以保证接收到的各天线单元的信号的高度同步(同步误差可达到0.1ns)，大大提高了定位精度。
附图说明
28.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是现有的一种多站点式无人机定位方式的示意图；图2是根据本技术实施例提供的一种单站点短基线tdoa无人机定位的方法流程图；图3是根据本技术实施例提供的一种天线单元部署的示意图；图4是根据本技术实施例提供的一种单站点短基线tdoa无人机定位的装置的组成框图；图5是根据本技术实施例提供的另一种单站点短基线tdoa无人机定位的装置的组成框图；图6是根据本技术实施例提供的一种单站点短基线tdoa无人机定位的系统的组成示意图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
32.根据本技术实施例，提供了一种单站点短基线tdoa无人机定位的方法，该方法是一种被动式无人机定位的方法，如图2所示，该方法包括如下的步骤s101-s104：s101. 接收机获取目标发射频点，目标发射频点为目标无人机的发射频点；s102.通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的目标发射频点对应的射频电信号，各天线单元分布部署在一个目标站点，目标站点上部署的天线单元的数量大于或等于3；s103. 将目标发射频点对应的射频电信号转换为目标发射频点对应的数字时域信号；s104.将目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，以基于目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。
33.步骤s101中，接收机获取目标发射频点具体可以是通过算法处理器获取的。算法处理器可以为服务器、工作站、个人计算机、嵌入式计算机（嵌入在目标站点的设备主机中）。在对目标无人机定位之前，通常需要先对目标无人进行探测，探测通常是通过防区内的探测设备采集防区内的无线电信源的射频电信号，再将射频电信号转换为频谱信号，之后算法处理器根据频谱信号分析确定防区内有目标无人机，并确定目标无人机对应的发射频点，即目标发射频点。算法处理器确定目标发射频点后，可以通过通信网络将其发送给接收机，从而使前接收机通过通信网络获取目标发射频点。
34.步骤s102中，接收机在获取目标发射频点后，通过多通道同步射频采集的方式只获取目标发射频点对应的射频电信号。多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的目标发射频点对应的射频电信号，具体的实现为：产生同源同步时钟信号，提前标校通道间同步误差；基于同源同步时钟信号，接收机的通道同时选取目标发射频点信号对应的射频电信号。同源同步时钟信号的设置可以保证接收机的多个通道的高度同步，降低多个通道的同步误差。本技术实施例中同源同步时钟信号为同源同步高稳的时钟信号。
35.需要说明的是，本技术实施例的被动式无人机定位方法是基于单站点部署的方式，即整个的单站点短基线tdoa无人机定位的系统的部署都在一个站点部署即可，这种部署方式是相对于现有的多基站无人机定位方式来说的。给出具体的示例进行说明：比如对于一个防区e，用图1中所示的部署实现无人机定位时，需要在防区e的4个位置，通常为4个边角部署4个基站，每个基站就是一个站点；而用本技术实施例中的单站点部署方式实现无人机定位时，只需在防区e的一个位置部署，这一个位置即为前述中的“目标站点”，该目标站点可以是一栋高楼、一个高塔等其他建筑物，目标站点设置有一个设备主机。所有的天线单元分布部署在该目标站点上，比如可以分布部署在一栋高楼的楼顶，所有的天线单元都与一个设备主机连接。天线单元的数量等于3时可以实现二维定位，更多的天线单元可以实现三维定位。如图3所示，示出了本技术实施例的一种天线单元部署的示意图。图3中，无人机为f，4个天线单元32分布部署在一个建筑物h的顶部。
36.进一步的，各天线单元是通过短基线部署方式部署在目标站点，短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米。不同的两个天线单元之间的距离可以不同。短基线是相对于图1中的各个基站之间需要长基线（至少300米，通常要1000米以上）部署来说的。也正因为各天线单元为短基线部署，因此可以部署在一个站点。图3中的所示的天线单元32间的距离有20米、30米。
37.另外，需要说明的是，本技术实施例中各天线单元虽然是短基线部署，但是他们通
过接收机后连接的是一个设备主机（可以为算法处理器所在的主机），相当于可以通过一个主机控制多个通道的同步射频采集，减小了各通道同步时的抖动误差，因此可以保证各天线单元之间的高度同步，更精准的定位无线电来波位置。为了证明，本技术实施例中高度同步的效果，用具体的示例进行了图1、以及图3中的无人机定位方式的对比分析，如下表1所示，为两种方式在不同的目标距离（仿真半径）下得到的测量误差，其中1000m、20ns表示图1中以布站基线为1000米、同步精度为20ns进行仿真的结果，20m、0.1ns表示图3中以短基线距离为20米，同步精度为0.1ns进行仿真的结果。从表1中可以得到，本技术实施例中的短基线的部署方式完全可以实现长基线定位装置的定位精度。
38.表1步骤s103中，将目标发射频点对应的射频电信号转换为目标发射频点对应的数字时域信号的具体实现为：将目标发射频点对应的射频电信号进行滤波，低噪放大，下变频，转变为数字时域信号。由于是多通道同步射频采集的方式，因此可以得到的是多通道同步时域信号。
39.步骤s104中，将目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，具体是接收机将由步骤s103转换得到的多通道同步时域信号通过通信网络传输给算法处理器，算法处理器在接收到多通道同步时域信号后，通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。tdoa定位法是基于到达时间差（time difference of arrival，tdoa ）的定位法，具体的原理为：确定无人机的射频信号到达任意两个天线单元的时间差（本技术实施例中不同的通道对应不同的天线单元，不同通道的数字时域信号对应不同的天线单元，因此根据不同通道的数字时域信号可以确定该时间差），根据多个时间差可以列出多组两个天线单元到无人机的距离差的方程，将多个方程联立，即可以解出无人机的位置坐标。三个天线单元可以得到无人机的二维坐标，得到三维坐标至少需要4个天线单元。
40.进一步的，本技术实施例中的接收机具体可选用集成式射频收发器adrv9009。adrv9009是一款高性能、高集成度的射频收发器。器件集射频（rf）前端与灵活的混合信号基带部分为一体，集成频率合成器，为处理器提供可配置数字接口，从而简化设计导入。adrv9009工作频率范围为70 mhz至6.0 ghz，最大接收带宽可达200mhz。两个独立的直接变频接收器拥有优秀的噪声系数和线性度。每个接收(rx)子系统都拥有独立的自动增益控制(agc)、直流失调校正、正交校正和数字滤波功能，从而消除了在数字基带中提供这些功能的必要性。adrv9009还拥有灵活的手动增益模式，支持外部控制。每片adrv9009具有2个实时采样通道，接收机最大工作带宽可达200m*2。
41.选用adrv9009实现多通道同步射频采集时，需要根据实际的通道数的需求对多片adrv9009进行同源处理。以最常用的四通道（通常4个天线单元就可以得到无人机的三维坐标，所以一般选择4个天线单元进行部署，4个天线单元对应4个通道）为例，可以选用两片adrv9009进行同源处理，实现接收机4通道的高度同步。adrv9009芯片内部就具有多片同步的功能，包括数字同步和模拟端pll同步，这个是由于它参考了ref_clk_in信号，将这个信号和多片同步信号作处理，得到相位同步信号后进行锁相环的调节，不需要额外的射频电路来实现多路同步的功能。
42.从以上的描述中，可以看出，本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位的方法中，是基于单站点的定位方式，单个站点上部署有多个天线单元，不需要多个站点布阵，因此相比于多站点部署的方式，大大的降低了站点选择的难度，也可以扩大适用场景，同时也降低了施工的难度，便于机动使用。另外，本技术实施例采用的是多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的射频信号，然后基于天线间信号到达时差计算无人机的位置，这种方式可以保证接收到的各天线单元的信号的高度同步(同步误差可达到0.1ns)，大大提高了定位精度。
43.进一步的，在步骤s101之前， 本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位的方法还包括：实时获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号从时域信号转换成频域信号；将频域信号传输给算法处理器，以基于频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对目标无人机的存在进行监测，并确定目标发射频点。本实施例中在确定目标发射频点时，与前述图2实施例中单站点短基线tdoa无人机定位方式用的都是单站点、短基线的部署结构，但是属于两个不同的工作状态。在不同的工作状态下，接收机执行的方法是不同的。主要的区别是，在确定目标发射频点时，需要将时域信号转换成频域信号，将频域信号发送给算法处理器进行处理。而在定位时不需要进行时频转换。确定目标发射频点的过程是探测/监测过程，为后面的定位过程起引导作用。具体的将时域信号转换成频域信号的方式可以为快速傅里叶变换（fast fourier transform，fft）。另外，需要说明的是，在定位时，通过时分复用的方式，可以确保定位期间探测/监测工作不中断，可以实现同时对不同频段目标无人机进行定位。
44.算法处理器基于频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对目标无人机的存在进行监测，并确定目标发射频点的具体实现为：对频域信号进行分析确定载频、带宽、调制方式、调制参数等，然后根据这些信息在无人机机型数据库中进行匹配识别，确定是否存在目标无人机，若存在，则将目标无人机的目标发射频点确定后返回给接收机，使其基于目标发射频点进行后续的定位。
45.另外，在确定目标发射频点时，为了提高探测/监测的精度，还可以在接收机的附近设置专门进行探测/监测时采集信号的天线单元，不使用定位时分布部署的天线单元。但是具体的确定目标发射频点的方法过程没有变化。
46.进一步的，本技术实施例中的天线单元可以是单支定向天线、单支全向天线、多支不同频段全向天线组成的天线组、多支同频定向天线组成的天线阵列中任意一种。对于不同的天线单元，在定位期间，通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号，具体为：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取相同的天线或工作频段进行同步采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同步采集相同方向的信号。对于不同的天线单元，在探测/监测期间，接收机会根据天线单元的的结构选择不同的方式获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号。具体的，若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取不同的天线或工作频段进行采集，这样可以提高频率监测效率；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同时采集不同方向的信号，这样可以提高探测/监测的速度。当然，在实际应用中也可以通过其他的方式进行信号的采集。另外需要说明的是，在定位期间，通常会设置一个工作时段进行同步采集，在完成该时段的同步采集并且还未进入下一个同步采集时段时，接收机还会进入探测/监测状态，即在确保定位期间监测工作不中断，支持同时对不同频段目标信号进行定位。对于有多支天线的天线单元需要为天线单元设置切换功能，以对不同的天线进行切换控制，切换的指令可以由接收机提供。
47.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
48.根据本技术实施例，还提供了一种用于实施上述图2方法的单站点短基线tdoa无人机定位的装置200，该装置位于接收机31侧，如图4所示，该装置包括：数据预处理单元21，用于接收机获取目标发射频点，所述目标发射频点为目标无人机的发射频点；多通道采集单元22，用于通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号，所述各天线单元分布部署在一个目标站点，所述目标站点上部署的天线单元的数量大于或等于3；所述数据预处理单元21，还用于将所述目标发射频点对应的射频电信号转换为所述目标发射频点对应的数字时域信号；所述数据预处理单元21，还用于将所述目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器，以基于所述目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。
49.具体的，本技术实施例的装置中各单元、模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。
50.从以上的描述中，可以看出，本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位的装置中，是基于单站点的定位方式，单个站点上部署有多个天线单元，不需要多个站点布阵，因此相比于多站点部署的方式，大大的降低了站点选择的难度，也可以扩大适用场景，同时也降低了施工的难度，便于机动使用。另外，本技术实施例采用的是多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的射频信号，然后基于天线间信号到达时差计算无人机的位置，
这种方式可以保证接收到的各天线单元的信号的高度同步(同步误差可达到0.1ns)，大大提高了定位精度。
51.进一步的，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米。
52.进一步的，如图5所示，所述多通道采集单元22包括：同步模块221，用于产生同源同步时钟信号，提前标校通道间同步误差，同步模块221是为了确保多通道采集的高精度同步；多通道射频接收模块222，用于基于所述同源同步时钟信号，所述接收机的通道同时选取所述目标发射频点信号对应的射频电信号。同步模块221除了为多通道射频接收模块222提供同源同步时钟信号外，也需为数据预处理单元21提供同源同步时钟信号。数据预处理单元21在时钟的同步下配置多通道采集的工作参数。另外，对于前述实施例中的天线的切换的指令是具体也是由数据预处理单元21提供的。
53.进一步的，所述多通道采集单元22，还用于在接收机获取目标发射频点之前，实时获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号从时域信号转换成频域信号；所述数据预处理单元21，还用于将所述频域信号传输给所述算法处理器，以基于所述频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对所述目标无人机的存在进行监测，并确定所述目标发射频点。
54.进一步的，所述多通道采集单元22，还用于：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取相同的天线或工作频段进行同步采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同步采集相同方向的信号。
55.进一步的，所述多通道采集单元22，还用于：根据天线单元的结构，选择不同的方式获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号。
56.进一步的，所述多通道采集单元22，还用于：若每个天线单元为宽频的单支定向天线或单支全向天线或多支不同频全向天线组成的天线组时，不同通道选取不同的天线或工作频段进行采集；若每个天线单元为多支同频定向天线组成的天线阵列时，不同通道同时采集不同方向的信号。
57.具体的，本技术实施例的装置中各单元、模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。
58.根据本技术实施例，还提供了一种单站点短基线tdoa无人机定位的系统300，如图6所示，该系统包括部署在一个目标站点的接收机31、至少三个天线单元32、算法处理器33，每个天线单元可以通过等长馈线与接收机连接，接收机通过通信接口与算法处理器连接，若算法处理器若为嵌入式计算机嵌入在目标站点的设备主机中，则接收机与所述设备主机连接。若算法处理器为服务器、工作站、个人计算机等，则接收机与算法处理器连接。另外，需要说明的是，接收机与算法处理连接时，对应的通信接口的形式不作限制，任何可以实现网络通信的形式都可以。比如可以是具有网络通信功能的处理器的通用网络接口，也可以是高速数据接口pcie、usb等。本实施例中的目标站点与前述实施例中的目标站点的含义是相同的，此处不再赘述。
59.所述天线单元32，用于采集防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号传输给所述接收机，各天线单元通过短基线部署方式部署在所述目标站
点，所述短基线部署方式为每两个天线单元的距离范围为大于或等于10米且小于100米；所述接收机31，用于获取目标发射频点，所述目标发射频点为目标无人机的发射频点；通过多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的所述目标发射频点对应的射频电信号；将所述目标发射频点对应的射频电信号转换为所述目标发射频点对应的数字时域信号；将所述目标发射频点对应的数字时域信号传输给算法处理器；所述算法处理器33，用于基于所述目标发射频点对应的数字时域信号通过tdoa定位法确定目标无人机的位置。
60.从以上的描述中，可以看出，本技术实施例的单站点短基线tdoa无人机定位的系统中，是基于单站点的定位方式，单个站点上部署有多个天线单元，不需要多个站点布阵，因此相比于多站点部署的方式，大大的降低了站点选择的难度，也可以扩大适用场景，同时也降低了施工的难度，便于机动使用。另外，本技术实施例采用的是多通道同步射频采集的方式获取各天线单元采集的射频信号，然后基于天线间信号到达时差计算无人机的位置，这种方式可以保证接收到的各天线单元的信号的高度同步(同步误差可达到0.1ns)，大大提高了定位精度。
61.进一步的，所述天线单元32为以下结构中任意一种：单支定向天线、单支全向天线、多支不同频段全向天线组成的天线组、多支同频定向天线组成的天线阵列。
62.进一步的，所述接收机31还用于实时获取各天线单元采集的防区内所有无线电信源的射频电信号；将所有无线电信源的射频电信号从时域信号转换成频域信号；将所述频域信号传输给所述算法处理器，以基于所述频域信号以及无人机机型数据库进行匹配对所述目标无人机的存在进行监测，并确定所述目标发射频点。
63.需要说明的是，本系统实施例中的各单元的实现，可以参考前述方法实施例中的对应的内容，此处不再赘述。
64.本领域的技术人员应该明白，在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
65.根据本技术实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述方法实施例中的单站点短基线tdoa无人机定位的方法。前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存 储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
66.根据本技术实施例，还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述方法实施例中的单站点短基线tdoa无人机定位的方法。
67.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本技术的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本技术不限制于任何特定的硬件和软件结合。
68.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。