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申请/专利权人：乌鲁木齐海关技术中心;潘江;贾清刚

摘要：本发明公开了一种用于大型货场无人机航测定位多放射源新方法，该方法基于高斯模型嵌合贝叶斯法，利用无人机挂载辐射探测器，通过对大范围货场的空中有限扫描径迹的辐射监测，复原实际剂量场分布，指导无人机进一步对放射源依次精确定位，自适应快速定位多放射源，实现对大型货场多放射源快速定位，解决了传统地面移动核辐射检测因扫描速率路径限制导致定位困难，以及现有无人机定位算法较为复杂，影响定位系统效率的问题。本发明考虑了采用无人机挂载核辐射探测器在续航限制下，如何通过有限扫描路径信息，复原实际辐射场分布，指导无人机对潜在热点逐个精确扫描评估，可用于指导进一步核应急响应与处理，为大型货场放射性巡测提供数据支持。

主权项：1.一种基于高斯模型嵌合贝叶斯法在大型货场航测放射源的方法，其特征在于，具体方法如下：1采用无人机平台挂载核辐射探测器，飞行扫描路径不受大型货场复杂地面场景的限制，飞行高度可以人为调整；在某一高度下，对整个货场进行全覆盖扫描，该扫描高度下的二维空间为U，即无人机搜索空间∈U；2由于在有限时间内，无人机无法将货场内所有位置的剂量场分布测量完；对于多放射源的快速定位实际可利用的无人机测量数据是散点状分布的，需要设计算法通过限测点的无人机测量数据给出真实辐射场的最优估计，即利用有限采样数据插值、估计获得未测量点的辐射；3利用无人机在其扫描巡航路径上所测量获得的辐射数据，该数据在二维平面上由呈若干线段分布的散点组成，每个点代表扫描二维空间的位置，该点的颜色代表该位置处的辐射数据；根据已采样获得的空间两点ri，rj位置及其辐射数据Xri,Xrj，可计算两点的相关半变异函数γ用公式1表示： 其中，X是测量值，Var·是方差，E[·]为期望；4考虑到辐射呈指数方式衰减这一规律，且与方向无关，假设测点ri,rj之间的距离为Lij，相关半变异函数S用公式2表示：SLij＝c0+c*[1-exp-Lija]2其中c0与c及a为利用测试点拟合的局部参数；5对于未知点px，采用已知测点集进行插值计算其中Fpx为点px处的测量估计值，系数λxi满足下述方程组； 其中，M为拉格朗日乘子，CFLij为F的协方差函数，仅取决于两位置之间的距离Lij，可表示为CFLij＝σ2－SLij，结合已计算的测点集之间的半变异函数值SLij，可以求得归一化系数组λxi，进一步插值获得该点px处的测量估计值Fpx；通过插值获得的空间U核辐射剂量估计；6根据插值方法生成的空间U内的核辐射剂量场估计数据，通过峰值判断可以找到两处局部极大值，经由强度排序，优先处理强度较高的疑似放射源；7此时针对单一放射源，其伴生剂量场在二维空间上的分布可采用高斯分布叠加描述；即通过融合几个单高斯模型，使描述的放射源剂量场更加复杂更接近于真实状态；理论上讲，叠加获得的高斯模型包含的高斯模型个数足够多，自由度足够大，可以拟合任意分布剂量场；随着高斯模型中自由度这一变量的增加，主要表现为二维协方差矩阵Σ系数三个具有对称性的自由度及位置均值两个自由度共五个自由度，分布可逼近具有峰值特点的单点源剂量场；8对单一放射源定位过程采用最小二乘方法，假设单一放射源形成的剂量场满足高斯模型如式5，采用5参数混合高斯模型约束条件，对5个特征参数进行最优估计，获得位置参数μ； 9通过在核辐射本底以上即存在放射源影响区域内，同时较近距离存在两个疑似放射源产生的剂量率峰值时，采用二阶混合高斯模型予以描述，概率密度分布为：pHx＝a1·Pxu1,Σ1+a2·Pxu2,Σ26其中a1，a2为两点放射源在x处的权重，a1+a2＝1；根据贝叶斯公式： 采用极大似然估计最优估计模型参数，似然函数形式为： 分别对似然函数单个放射源权重a、位置u、空间分布∑求导，获得导数为0点的解，即可根据下述公式9-10获得对应最优估计量： 根据对位置参数ui的最优估计，即可同时获得两点源位置信息；10定位首要放射源或近距离双放射源后，无人机继续对疑似放射源异常点附近进行扫描，并采用上述方法定位放射源；循环上述步骤，实现对区域内所有辐射异常点的扫描并确定各放射源位置。

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