一种极大似然估计的位同步算法的制作方法

1.本发明涉及大型水电工程低空防御系统技术领域，具体是一种极大似然估计的位同步算法。


背景技术：

2.目前，各国都加紧推出针对无人机防御的战略，现阶段无人机反制技术大致有雷达探测、无线电监测、信号干扰、激光打击、综合型技术等几大类。国外反无人机系统研发起步较早，并已形成一些面向市场的产品，国内无人机反制系统的研发起步较晚，但近两年发展迅速，部分设备和系统已经开始投入市场，实现了行业应用，从目前国内研发情况来看，反无人机系统还存在如下问题：
3.(1)适应性差，盲区大：只能在单一或者某些特定环境下具备反无人机能力，没有黑白名单功能；
4.(2)指标低，范围小：对无人机的发现反制距离有限且不具备大范围无缝防御能力；
5.(3)智能化程度不高，多依赖于人工盯防，对周边电磁环境有干扰。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种极大似然估计的位同步算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.本发明的技术方案是：一种极大似然估计的位同步算法，包括以下步骤：
8.s1：定义系统防区；
9.s2：设置分布式、多节点的防御系统；
10.s3：制定多阶段的报警级别；
11.s4：设置双重保障的工作模式；
12.s5：通过系统综合获取信息，综合评估；
13.s6：设备和系统进行自检。
14.优选的，所述系统防区分为核心区和探测预警区两部分：
15.a.核心区：设备可在核心区形成一个无形的穹顶式保护罩，该区域包含发电厂、大坝和工作区重要区域，在此区域内不允许出现黑飞无人机；
16.b.探测预警区：在此区域内的无人机能够准确发现预警目标，在无人机将要抵达核心区外围边缘处时将其驱离。
17.优选的，所述分布式、多节点的防御系统包括总管控中心和分中心，总管控中心通过专网或internet网统一管控所有的分中心设备和数据，水电站的大坝和开关站重要保护对象为一个独立的分中心，每个分中心由前端设备及分中心智能指控终端两部分组成，前端设备包含无线电处理单元、天线阵列和测向天线，智能指控终端通过网络通信技术对前端设备进行管理及控制。
18.优选的，所述智能指控终端采用认知无线电协议破解技术，用于应对复杂的传播环境和干扰，解决不同场景下低慢小民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控，覆盖当前98％以上的无人机类型；
19.所述侦测、识别和定位是设备24小时不间断通过全向天线无源被动侦测防御区域内无线电信号，包括无人机飞控信号、图传信号和导航信号，采集到无线电信号后，通过馈线传送至无线电处理单元，由无线电处理单元内置的先进算法精确解调破解出无人机信号，包括频率、下变频、模数变换、滤波、解扩、解调和解码，然后再进行协议破解，包括链路层、网络层和应用层，解压缩和解密，并将其通过网络传送至后端处理平台服务器，由终端处理平台服务器对接收的无人机信号进行识别，分析疑似无人机无线电信号的特征，并与破解协议数据库内的特征进行分析匹配，精准识别，若信号属于白名单，则不进行预警和防御，若信号不在白名单内，则系统自动预警，针对性的进行目标的处置，实时定位目标的精确位置、对目标飞行轨迹进行实时追踪、对飞手进行定位查找，实现对周边空域范围内的无人机的实时侦测、识别和定位；
20.所述防御管控是采用无线电窄带小功率精准打击方式，认知无线电协议破解技术引擎可自适应无人机飞控协议，能够准确判断无人机与遥控器通信同步点，发射与遥控器相似的信号，精准切断无人机与遥控器之间的通信链路，使其迫降或将其驱离。
21.优选的，所述多阶段的报警级别是对系统报警级别进行设计，将报警分为以下几个级别阶段，动态巡防、预警报警、入侵警报、警情研判、打击反制和警戒解除；
22.动态巡防：在动态巡防状态下，设备可以自动对预警区域内的目标进行搜索发现，当发现疑似目标即进入预警报警状态；
23.预警报警：疑似目标进入预警区域，进入预警报警状态，开始对目标进行搜索追踪，开始识别目标，进入打击反制状态；
24.警情研判：疑似目标进入预警区域时，对目标综合态势、飞行轨迹等信息进行自动研判，确认目标侵入状态，即可进入打击反制状态；
25.打击反制：目标进去预警区后，进入打击反制状态，对入侵的目标进行打击反制，确认目标离开预警区域，关闭干扰打击，返回预警状态，继续追踪目标；
26.警戒解除：目标在预警区域后，离开扩展区域，则进入警戒解除阶段，继续正常的动态巡防模式。
27.优选的，所述双重保障的工作模式分为人工值守调度和智能无人值守；
28.人工值守调度：通过人工值守的方式可以对所有的设备进行操作，发现目标后，基于软件平台显示数据，人工判别目标，手段联动识别追踪和打击手段进行业务处理；
29.智能无人值守：通过策略配置，系统对入侵的目标进行智能调度，实现自动无源侦测、追踪识别、及反制处置，实现全过程无人化值守。
30.优选的，所述通过系统综合获取信息具体是通过接入上级平台和信息推送，所述系统采用标准的soa架构设计，支持无限扩容，无缝集成，系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，基于多节点的分布式系统进行系统接入的研究，采用多层结构，网络互通的技术，使设备间可以相互联动；
31.所述接入上级平台具体是系统制定标准第三方协议，开放设备远程调度控制、历史数据、统计分析和分析报表，提供上级平台使用调度；
32.所述信息推送具体是系统向上级平台及第三方信息推送，系统制定标准的第三方协议，实现将系统的目标打击信息、调度控制、历史数据、实时状态、统计分析和分析报表信息推送到大屏系统、移动平台及第三平台。
33.优选的，所述综合评估是根据综合态势展示平台将目标信息和目标状态以平台数据、地图、视频动画直观的实现，使操作人员或系统全面的掌握低空内的目标飞行态势和对低空目标的反制管理，能够根据目标的信息要素，综合决策出最好的应对方式，达到最好的处置效果；
34.并通过对目标的入侵详细信息进行记录，通过认知无线电协议破解技术，记录目标的全入侵流程信息，为后期回溯、评估系统、数据分析、资料整理提供有力的证据提供证据。
35.优选的，所述自检具体是系统开机启动设备的自启检查，对检查结果、设备系统工作状态上传分中心系统，同时将设备信息自动上传管控平台，软件实时显示设备的运行状态和设备情况，系统和硬件设备均预留标准协议接口，可以通过管控中心或其他管控平台对设备进行定期巡检、后期远程升级的功能，简化后期的维护和升级流程工作，提高设备的可靠性。
36.本发明通过改进在此提供一种极大似然估计的位同步算法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
37.其一：本发明中，通过分布式、多节点的防御系统能够完成对整个区域的分级管理，可以有效提高系统工作效率和简化系统操作流程，增加系统的可靠性，而且能够提高目标的探测准确性和精度，达到对低空目标的精准识别与精准打击的目的；
38.其二：本发明中，采用认知无线电协议破解技术：可以准确识别出目标位置坐标及航迹，提高目标识别、目标侦测率等效果，达到历史回溯的目的；且可以达到降低误报率，提高探测目标准确率的作用，增加目标的探测信息，为更好的应对处置目标做好了基础，可以针对性的进行目标的处置，实时定位目标的精确位置、对目标飞行轨迹进行实时追踪、可以对飞手进行定位查找；
39.其三：本发明中，系统设计智能无人值守功能，通过中心服务策略实现设备间相互联动引导，对低空目标的发现、预警、识别、锁定追踪、综合态势分析、打击反制、记录等全流程自动应对处置，实现设备全天候、全时段 7*24h的无人值守；
40.其四：本发明设置黑白名单功能，实现精准检测、精准识别、精准打击和精准测向，有效防御“黑飞”无人机，而不影响合作方无人机；
41.其五：本发明中，通过智能指控终端实现了无源、超远距离无人机检测，避免传统雷达、光电手段使用场景受限和对周边电磁环境的影响较大的缺点；且此项目可以实现一站超远距离检测；
42.其六：本发明中，设置穹顶式覆盖防御无盲区，能够在防御区形成一个无形的穹顶式保护罩，里面无人机无法起飞、外部无人机无法进入，有效保护目标，紧贴应用场景实现实战应用。
具体实施方式
43.下面对本发明进行详细说明，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.本发明通过改进在此提供一种极大似然估计的位同步算法，本发明的技术方案是：
45.一种极大似然估计的位同步算法，包括以下步骤：
46.s1：定义系统防区；
47.s2：设置分布式、多节点的防御系统：
48.s3：制定多阶段的报警级别；
49.s4：设置双重保障的工作模式：
50.s5：通过系统综合获取信息，综合评估；
51.s6：设备和系统进行自检。
52.通过分布式、多节点的防御系统能够完成对整个区域的分级管理，可以有效提高系统工作效率和简化系统操作流程，增加系统的可靠性，而且能够提高目标的探测准确性和精度，达到对低空目标的精准识别与精准打击的目的。
53.系统防区分为核心区和探测预警区两部分：
54.a.核心区：设备可在核心区形成一个无形的穹顶式保护罩，该区域包含发电厂、大坝和工作区重要区域，在此区域内不允许出现黑飞无人机；
55.b.探测预警区：在此区域内的无人机能够准确发现预警目标，在无人机将要抵达核心区外围边缘处时将其驱离；
56.通过采用离线和在线访问的电子地图实现系统防区的合理分配，通过合理分配的系统防区，能够实现精确的管理，设置穹顶式覆盖防御无盲区，能够在防御区形成一个无形的穹顶式保护罩，里面无人机无法起飞、外部无人机无法进入，有效保护目标，紧贴应用场景实现实战应用。
57.分布式、多节点的防御系统包括总管控中心和分中心，总管控中心通过专网或internet网统一管控所有的分中心设备和数据，水电站的大坝和开关站重要保护对象为一个独立的分中心，每个分中心由前端设备及分中心智能指控终端两部分组成，前端设备包含无线电处理单元、天线阵列和测向天线，智能指控终端通过网络通信技术对前端设备进行管理及控制；系统采用分布式、多节点系统部署，通过网络通信对每个系统进行统一管理，分中心对前端设备进行直接的管控，管控中心可以对分中心及个前端设备进行管控，系统采用此设计可以有效提高系统工作效率和简化系统操作流程，增加系统的可靠性。
58.智能指控终端采用认知无线电协议破解技术，用于应对复杂的传播环境和干扰，解决不同场景下低慢小民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控，覆盖当前98％以上的无人机类型；
59.侦测、识别和定位是设备24小时不间断通过全向天线无源被动侦测防御区域内无线电信号，包括无人机飞控信号、图传信号和导航信号，采集到无线电信号后，通过馈线传送至无线电处理单元，由无线电处理单元内置的先进算法精确解调破解出无人机信号，包括频率、下变频、模数变换、滤波、解扩、解调和解码，然后再进行协议破解，包括链路层、网络层和应用层，解压缩和解密，并将其通过网络传送至后端处理平台服务器，由终端处理平
台服务器对接收的无人机信号进行识别，分析疑似无人机无线电信号的特征，并与破解协议数据库内的特征进行分析匹配，精准识别，若信号属于白名单，则不进行预警和防御，若信号不在白名单内，则系统自动预警，针对性的进行目标的处置，实时定位目标的精确位置、对目标飞行轨迹进行实时追踪、对飞手进行定位查找，实现对周边空域范围内的无人机的实时侦测、识别和定位；实现真正意义上的黑白名单功能。精准检测、精准识别、精准打击，精准测向，有效防御“黑飞”无人机，而不影响合作方无人机；
60.防御管控是采用无线电窄带小功率精准打击方式，认知无线电协议破解技术引擎可自适应无人机飞控协议，能够准确判断无人机与遥控器通信同步点，发射与遥控器相似的信号，精准切断无人机与遥控器之间的通信链路，使其迫降或将其驱离；
61.市场现有的反制无人机方式，主流的手段都存在一定的缺陷，如主动探测手段，可以探测精准的目标方位，锁定目标追踪，但只能针对探测动态的目标，并且容易受到各种环境因素的干扰，非认知无线电协议破解技术无线电探测手段，可以测得区域内的无线电信号，快速识别目标的信源，但无线电探测的目标无法锁定，也不能给出精准的坐标信息，所以，针对其劣势，采用认知无线电协议破解技术：可以准确识别出目标位置坐标及航迹，提高目标识别、目标侦测率等效果，达到历史回溯的目的；使用认知无线电协议破解技术的技术可以达到降低误报率，提高探测目标准确率的作用，增加目标的探测信息，为更好的应对处置目标做好了基础，可以针对性的进行目标的处置，实时定位目标的精确位置、对目标飞行轨迹进行实时追踪、可以对飞手进行定位查找；
62.通过智能指控终端实现了无源、超远距离无人机检测，避免传统雷达、光电手段使用场景受限和对周边电磁环境的影响较大的缺点；且此项目可以实现一站超远距离检测。
63.多阶段的报警级别是对系统报警级别进行设计，将报警分为以下几个级别阶段，动态巡防、预警报警、入侵警报、警情研判、打击反制和警戒解除；
64.动态巡防：在动态巡防状态下，设备可以自动对预警区域内的目标进行搜索发现，当发现疑似目标即进入预警报警状态；
65.预警报警：疑似目标进入预警区域，进入预警报警状态，开始对目标进行搜索追踪，开始识别目标，进入打击反制状态；
66.警情研判：疑似目标进入预警区域时，对目标综合态势、飞行轨迹等信息进行自动研判，确认目标侵入状态，即可进入打击反制状态；
67.打击反制：目标进去预警区后，进入打击反制状态，对入侵的目标进行打击反制，确认目标离开预警区域，关闭干扰打击，返回预警状态，继续追踪目标；
68.警戒解除：目标在预警区域后，离开扩展区域，则进入警戒解除阶段，继续正常的动态巡防模式。
69.双重保障的工作模式分为人工值守调度和智能无人值守；
70.人工值守调度：通过人工值守的方式可以对所有的设备进行操作，发现目标后，基于软件平台显示数据，人工判别目标，手段联动识别追踪和打击手段进行业务处理；
71.智能无人值守：通过策略配置，系统对入侵的目标进行智能调度，实现自动无源侦测、追踪识别、及反制处置，实现全过程无人化值守；
72.系统设计智能无人值守功能，通过中心服务策略实现设备间相互联动引导，对低空目标的发现、预警、识别、锁定追踪、综合态势分析、打击反制、记录等全流程自动应对处
置，实现设备全天候、全时段7*24h的无人值守。
73.通过系统综合获取信息具体是通过接入上级平台和信息推送，系统采用标准的soa架构设计，支持无限扩容，无缝集成，系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，基于多节点的分布式系统进行系统接入的研究，采用多层结构，网络互通的技术，使设备间可以相互联动；
74.接入上级平台具体是系统制定标准第三方协议，开放设备远程调度控制、历史数据、统计分析和分析报表，提供上级平台使用调度；
75.信息推送具体是系统向上级平台及第三方信息推送，系统制定标准的第三方协议，实现将系统的目标打击信息、调度控制、历史数据、实时状态、统计分析和分析报表信息推送到大屏系统、移动平台及第三平台；通过系统综合获取信息能够实现让工作人员准确及时的获得相关信息。
76.综合评估是根据综合态势展示平台将目标信息和目标状态以平台数据、地图、视频动画直观的实现，使操作人员或系统全面的掌握低空内的目标飞行态势和对低空目标的反制管理，能够根据目标的信息要素，综合决策出最好的应对方式，达到最好的处置效果；
77.并通过对目标的入侵详细信息进行记录，通过认知无线电协议破解技术，记录目标的全入侵流程信息，为后期回溯、评估系统、数据分析、资料整理提供有力的证据提供证据；
78.系统基于电子地图的综合态势管理设计，形成对防区、设备、目标的综合管理能力，具备防区设置、设备布防展示、设备部署及运行状态展示、目标位置显示、目标探测航迹等功能，并将目标探测的全过程进行存储。
79.自检具体是系统开机启动设备的自启检查，对检查结果、设备系统工作状态上传分中心系统，同时将设备信息自动上传管控平台，软件实时显示设备的运行状态和设备情况，系统和硬件设备均预留标准协议接口，可以通过管控中心或其他管控平台对设备进行定期巡检、后期远程升级的功能，简化后期的维护和升级流程工作，提高设备的可靠性；
80.通过自检能够实时检测设备的运行状态，设备发生故障时，通过预设检测流程，完成设备故障的自动诊断及处理，并上报给管控中心系统，达到设备远程维护的目的。
81.上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。