[發明專利]一種固定監測站單站無源區域定位方法

有效

• 申請號: 201410853981.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104569912A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 徐貴州;李躍進;莊東曙
• 申請（專利權）人: 南京熊貓電子股份有限公司;南京熊貓通信科技有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明是一種無線電固定監測站單站定位技術，具體涉及到使固定監測站不僅可以單站定位高速移動目標，也可以單站定位緩慢移動(或固定)目標一套方法與策略。

背景技術

無源定位系統由于本身不發射電磁波，具有很好的隱蔽性，得到了廣泛的重視。多站無源定位要求站間同步、接收站同時接收到輻射信號、設備多成本高和需要大量數據傳輸等問題，使得該技術在很多應用場合不是很適用。

單站無源定位技術是只利用一個監測平臺而對目標進行無源定位的技術，由于具有高度的獨立性及免除了復雜的時間同步等優點而更加引人矚目。在無源定位技術中，運動單站和固定多站兩類定位技術研究得比較多，而對固定單站無源定位研究得比較少。其中很重要的原因是經典的無源定位方法是只測角度定位，而這要求監測站必須是運動戰或者多站，對固定單站無源定位與跟蹤而言，利用單一監測量不滿足可監測性要求，要實現定位必須增加新的監測量。

傳統的固定單站無源定位與跟蹤方法有DOA-TOA(方位角-到達時間，如SCDMA系統主要采用上行同步和智能天線技術，使用單個服務基站實現對UE的DOA-TOA定位)聯合定位法和DOA-DF(方位角-多普勒頻率)聯合定位法。這兩種方法都是很經典的定位方法，對其研究也比較成熟，以前對固定單站無源定位與跟蹤算法的研究都基于這兩種定位模型，這兩種方法針對的是高速移動的目標。

如果已知信號發射功率P和電磁波傳輸環境(如海洋、陸地)條件下，可以通過接收到信號接收功率，建立信號接收功率傳輸模型推算出距離信息，再加上測向信息，則可以定位目標位置。但是，信號接收功率傳輸模型型受時間、環境條件變化影響很大，計算距離誤差比較大。所以此方法一般不應用于精確定位。

當前單站固定監測站通常對目標的監測還只是限于測向信息。實際測向系統都是有誤差的，測向結果通常是多次測向后形成的一個扇形區域，如圖2所示。監測者通常只能知道此目標處于此扇區內。扇區隨著半徑的增加其區域也在增加。因此，這種固定單站測量扇區提供的位置信息還不夠豐富。利用DOA-TOA(方位角-到達時間)聯合定位法和DOA-DF(方位角-多普勒頻率)聯合定位法的固定單站定位系統只能對高速移動目標進行定位，但是對其監測范圍內的固定目標和緩慢移動目標都不能進行定位，其定位對象有局限性。

長期運行的無線電監測站通常都有一個裝備數據庫。其通常包括信號對象的中心頻率、帶寬、調制方式、時域信號等參數特征，同時也包括其裝備名稱、發射功率等信息。海上監測目標一般為高速運動的機載無線電設備和緩慢移動的艦載無線電設備。一般情況下，機載和艦載無線電設備都是有規劃的，設備種類也是有限的。只要通過測量其幾個參數，就可以通過數據庫確認其身份。如果裝備數據庫中當前沒有其裝備名稱和發射功率等信息，則可以通過其它偵查手段獲知。獲得裝備信息之后，補充完善裝備數據庫。

發明內容

本發明的目的是，為了使單個固定監測站不僅可以定位高速移動目標位置，同時也能夠定位固定或者移動緩慢目標的位置，提供比傳統單站測向扇區位置更加豐富的位置信息。提出了一種固定監測站單站無源區域定位方法與策略。

本發明的技術方案是，一種固定監測站單站無源區域定位方法，所述方法包括：

步驟一：根據測量得到角度變化率判斷監測目標運動屬性：屬于高速運動目標還是緩慢移動(或固定)目標，對不同的目標采用不同的定位方法；

步驟二：如果是高速運動目標，使用DOA-DF(方位角-多普勒頻率)聯合定位法對其運動軌跡進行計算；

步驟三：如果是緩慢移動(或固定)目標，先進行裝備數據庫匹配，匹配查找裝備發射功率信息和發射天線增益先驗知識。如果裝備數據庫中有該裝備信息，則利用信號接收功率傳輸模型計算距離，加上測向信息，推導出目標的位置；

步驟四：如果是緩慢移動(或固定)目標，裝備數據庫中不存在裝備信息，此次暫不能對目標進行定位，目標信號原始IQ信號和其它信號分析參數保存，用戶在這些線索指導下通過其它手段獲知該裝備信息，完善裝備數據庫，下次需要定位該目標時可以對其進行定位操作。