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龙图腾网获悉华东师范大学申请的专利一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114200391B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111331139.0，技术领域涉及：G01S3/38；该发明授权一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法是由王友情;郑正奇;赵昆设计研发完成，并于2021-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法，特点在于使用传感器在传感器阵列中的位置坐标作为基本参数，以此来获取信号到达各个阵元的相位差，然后通过相位差估计信号源的方向。分别对超分辨算法MUSIC和压缩感知理论中的L1_SVD算法进行了适当的修改以实现对信号源方位的估计。然后通过以任意传感器为原点的阵列测量坐标系和建立的参考坐标系之间的转换来估计目标的实际位置。本发明所述的方法中仅需要移动端设备具有传感器阵列即可实现定位，且传感器阵列中的传感器可以任意放置，即使阵列中部分传感器失效依然能估计信号源的方向。与现有的波达方向估计和定位算法相比，本发明具有更好的估计性能和实用价值。

本发明授权一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于任意平面传感器阵列的波达方向估计及定位方法，其特征在于，该方法具体包括下列步骤： 步骤a：根据实际应用场景需求设定任意传感器阵列的形状，在设定好的传感器阵列中，任意选取一个传感器作为该传感器阵列的参考阵元，并任意选取一个方向作为该传感器阵列的参考方向，然后以参考阵元为原点，并以参考方向为初始方向建立传感器阵列测量坐标系，将各个传感器在传感器阵列中的位置通过所建立的传感器阵列测量坐标系表示出来；设rm表示在该传感器阵列中第m个传感器阵元到所选取的参考传感器阵元的距离，αm表示在该传感器阵列中第m个传感器阵元与所选取参考方向之间的夹角，则第m个阵元的极坐标为rm,αm，其直角坐标形式表示为rmcosαm,rmsinαm，传感器阵列中所有传感器的位置坐标即构成传感器阵列的参数矩阵； 步骤b：计算信号源发出的信号波到达各个传感器阵元的距离相对到达参考传感器阵元的距离之差；设在传感器阵列的θ方向有一个信号波到达该传感器阵列，则信号波到达第m个传感器阵元的距离相对到达参考传感器阵元的距离之差用sm表示如公式1所示： sm＝rmcosαmcosθ+rmsinαmsinθ＝rmcosαm-θ1 步骤c：根据公式1结合信号在介质中传播的速度c，即可得到所述任意传感器阵列中各个传感器阵元接收到该信号波相对参考传感器阵元接收到该信号波的相位差为：这里j表示虚数单位，λk,θk分别表示第k个信号波的波长和信号源方向；设共有M个阵元的传感器阵列同时接收到K个信号波，即：m＝1,2,...,M，k＝1,2,...,K，则所有的相位差信息如阵列流型矩阵2所示： 步骤d：根据实际设备的计算性能，选取改进的超分辨类算法MUSIC或改进的L1_SVD算法来解算信号源的方向； 步骤e：基于真实环境建立参考坐标系，利用信号源在参考坐标系中的位置坐标和步骤d中估计得到的信号源方向，并结合参考坐标系与所述阵列测量坐标系之间的转换关系，求解传感器阵列的参考阵元在参考坐标系中的坐标，该坐标即为装备了所述传感器阵列的目标设备在真实环境中的位置；设具有传感器阵列的目标设备在所述参考坐标系中的位置坐标为xn,yn；任意选取两个不同的信号源i和信号源j，i≠j，设这两个信号源在参考坐标系中的坐标分别为：xi,yi,xj,yj，在阵列测量坐标系中的坐标分别为：xki,yki,xkj,ykj；同一个信号源在参考坐标系和阵列测量坐标系中的坐标满足如公式10所示的转换关系；且在阵列测量坐标系中，第i个信号源的坐标xki,yki通过传感器阵列测量的角度θki来表示为公式11所示： xki,yki＝xi-xn,yi-xn10 xki,yki＝rkicosθki,rkisinθki11 其中rki表示第i个信号源距离目标位置的距离，其通过式12获取： 同理能得到第j个信号源在参考坐标系和阵列测量坐标系中的转换关系，设传感器阵列测量的第i信号源的方向角度为θki，第j信号源的方向角度为θkj；联合公式10和公式11，得到方程组13；所述的目标设备在参考坐标系中的位置坐标xn,yn通过求解方程组13获取； 步骤f：装备有所述传感器阵列的目标设备与实际定位环境中的任意两个信号源联合即能解算出该目标设备在参考坐标系中的一个位置坐标；设实际的定位环境中共有K个信号源，则一共能计算得到有个包含误差的目标位置坐标，将这个位置坐标连接起来构一个多边几何图形，目标设备的最终位置坐标即为该几何图形的重心坐标，重心坐标通过对这个位置坐标的x坐标和y坐标分别求平均值获得。

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