1.一种基于无人机集群的无源定位方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对正n边形无人机集群侦测到的电磁波幅度进行图傅里叶变换获取图谱;(2)当图谱特征不满足第一判断依据时,将无人机集群阵面绕自转轴自转,同时实时测量电磁波幅度更新图谱,直至图谱特征满足第一判断依据停止自转;否则,转至步骤(3);(3)判断图谱特征是否满足第二判断依据,若不满足第二判断依据,则将无人机集群绕过阵面中心的翻转轴翻转,同时实时测量电磁波幅度更新图谱,直至图谱特征满足第二判断依据停止翻转;否则,转至步骤(4);(4)做过无人机集群阵面中心的阵面法线,所述阵面法线与地面的交点为目标辐射源的位置;其中,所述第一判断依据为图谱中特殊基谱线高度为0;所述第二判断依据为图谱中直流分量谱线高度基占比为100%;所述直流分量谱线高度为第一特征向量在图谱中对应的谱线高度;所述第一特征向量为所述图谱拉普拉斯矩阵的元素全为1的特征向量;所述特殊基谱线高度为第 n -1个特征向量在图谱中对应的谱线高度;第 n -1个特征向量为图谱拉普拉斯矩阵的元素1和-1相间的特征向量;其中,地面向无人机集群阵面所在平面做垂线,垂足与阵面中心的连线轴为竖直轴;所述翻转轴为在无人机集群阵面上与竖直轴垂直,且过阵面中心的轴线;自转轴为垂直于竖直轴和翻转轴的轴线。
2.根据权利要求1所述的无源定位方法,其特征在于,所述图谱的建立方法为:将无人机集群设置为正n边形分布,无人机视为图信号的节点,相邻无人机之间的通信互联作为图信号的无向边,且将无人机侦测到的电磁波幅度作为信号 f ,构建正n边形无人机集群的图信号;采用图傅里叶变换获取图谱;图谱表达式为:其中,所述图谱中的横坐标代表图谱拉普拉斯矩阵对应的特征值 λ i , u i 为特征值 λ i 对应的特征向量;纵坐标为图傅里叶变换结果 , 为所述信号在不同特征向量上投影的大小。
3.根据权利要求1或2所述的无源定位方法,其特征在于,所述基占比为:其中, 为特征向量 u s 对应图谱的谱线高度; 为所有谱线高度之和; γ s 为第 s 个特征向量对应图谱的谱线高度基占比。
4.根据权利要求2所述的无源定位方法,其特征在于,所有无向边的权重相等。
5.一种基于无人机集群的无源定位系统,其特征在于,包括:图谱获取模块,用于对正n边形无人机集群侦测到的电磁波幅度进行图傅里叶变换获取图谱;图谱特征判定模块,用于判断图谱特征是否满足第一判断依据和第二判断依据;自转控制模块,用于当图谱特征不满足第一判断依据时,将无人机集群阵面绕自转轴自转,直至图谱特征满足第一判断依据停止自转;翻转控制模块,用于当图谱特征不满足第二判断依据时,将无人机集群绕过阵面中心的翻转轴翻转,图谱特征满足第二判断依据停止翻转;辐射源定位模块,用于做过无人机集群阵面中心的阵面法线,所述阵面法线与地面的交点为目标辐射源的位置;其中,所述第一判断依据为图谱中特殊基谱线高度为0;所述第二判断依据为图谱中直流分量谱线高度基占比为100%;所述直流分量谱线高度为第一特征向量在图谱中对应的谱线高度;所述第一特征向量为所述图谱拉普拉斯矩阵的元素全为1的特征向量;所述特殊基谱线高度为第 n -1个特征向量在图谱中对应的谱线高度;第 n -1个特征向量为图谱拉普拉斯矩阵的元素1和-1相间的特征向量;其中,地面向无人机集群阵面所在平面做垂线,垂足与阵面中心的连线轴为竖直轴;所述翻转轴为在无人机集群阵面上与竖直轴垂直,且过阵面中心的轴线;自转轴为垂直于竖直轴和翻转轴的轴线。
6.根据权利要求5所述的无源定位系统,其特征在于,所述图谱的建立方法为:将无人机集群设置为正n边形分布,无人机视为图信号的节点,相邻无人机之间的通信互联作为图信号的无向边,且将无人机侦测到的电磁波幅度作为信号 f ,构建正n边形无人机集群的图信号;采用图傅里叶变换获取图谱;图谱表达式为:其中,所述图谱中的横坐标代表图谱拉普拉斯矩阵对应的特征值 λ i , u i 为特征值 λ i 对应的特征向量;纵坐标为图傅里叶变换结果 , 为所述信号在不同特征向量上投影的大小。
7.根据权利要求5或6所述的无源定位系统,其特征在于,所述基占比为:其中, 为特征向量 u s 对应图谱的谱线高度; 为所有谱线高度之和; γ s 为第 s 个特征向量对应图谱的谱线高度基占比。
8.根据权利要求6所述的无源定位系统,其特征在于,所有无向边的权重相等。