[發(fā)明專利]超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811202328.6
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109188389B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛興鵬;張鐵男;劉建新
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/02;G01S13/46
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發(fā)明是超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法。將不同的搜索位置投影到以測角基站為中心的參考系中以計(jì)算基于角度先驗(yàn)信息的目標(biāo)位置分布概率。通過比較該目標(biāo)位置分布概率與概率門限，根據(jù)3σ準(zhǔn)則就可以判斷出目標(biāo)所在區(qū)域，從而避免了對目標(biāo)所在區(qū)域解析式的計(jì)算。利用縮減后的目標(biāo)區(qū)域可以計(jì)算超視距時(shí)差窗，角度?空間搜索就可以應(yīng)用于超視距被動地波雷達(dá)中。利用基于角度先驗(yàn)信息的目標(biāo)位置分布概率可以進(jìn)一步改善角度?空間搜索方法，利用目標(biāo)位置分布概率構(gòu)造代價(jià)函數(shù)后，該代價(jià)函數(shù)與基于時(shí)差測量值的代價(jià)函數(shù)可以共同用于空間搜索，進(jìn)而提高搜索能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超視距被動地波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，是一種超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法。

背景技術(shù)

超視距地波雷達(dá)定位理論在雷達(dá)預(yù)警領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要研究其中的主動地波雷達(dá)定位理論，而對被動地波雷達(dá)定位理論的研究比較少。本發(fā)明公布一種超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法。該方法的處理對象是某些重頻類型(固定重頻/重頻參差)的脈沖信號源。對脈沖信號源進(jìn)行時(shí)差定位時(shí)，多基被動雷達(dá)需要通過脈沖配對獲取信號到達(dá)不同基站的時(shí)差值。然而錯(cuò)誤的脈沖配對會使得時(shí)差測量值的誤差達(dá)到一倍甚至幾倍的脈沖重復(fù)周期，此時(shí)稱產(chǎn)生了時(shí)差測量模糊。時(shí)差測量模糊使得時(shí)差定位精度嚴(yán)重下降，因此解時(shí)差測量模糊是脈沖信號時(shí)差定位的核心步驟之一。

目前最有效的解模糊方法是基于角度先驗(yàn)信息的角度-空間搜索方法。該方法不需要對所有可能的時(shí)差配對組合分別進(jìn)行計(jì)算，通常具有計(jì)算復(fù)雜度上的優(yōu)勢。該方法還可以通過角度先驗(yàn)信息縮減搜索區(qū)域以進(jìn)一步降低復(fù)雜度。雖然角度-空間搜索方法可以有效地處理信號視距(直線)傳播場景中的時(shí)差測量模糊問題，但該方法不能直接用于解決超視距信號傳播場景中的時(shí)差測量模糊問題。其原因是：一、脈沖配對過程需要計(jì)算時(shí)差窗，但是與信號視距傳播場景相比，超視距地波傳輸場景中時(shí)差窗的計(jì)算更加復(fù)雜。二、基站所測角度與目標(biāo)位置間的數(shù)學(xué)關(guān)系比較復(fù)雜，使得計(jì)算目標(biāo)所在區(qū)域的解析表達(dá)式較為困難，因此很難縮減搜索區(qū)域。

文獻(xiàn)《基于時(shí)差的同類輻射源信號分選定位方法》提出了空間搜索方法，但如上所述，與角度結(jié)合后，該方法不能應(yīng)用于超視距被動雷達(dá)中。另一方面，它提出了利用先驗(yàn)分布概率構(gòu)造代價(jià)函數(shù)的方法，但本發(fā)明首次提出通過投影法利用角度先驗(yàn)信息構(gòu)造先驗(yàn)概率分布。文獻(xiàn)《利用測向信息消除高重復(fù)頻率信號的時(shí)差定位模糊》中的方法也不需要計(jì)算目標(biāo)所在區(qū)域的解析表達(dá)式。但該方法需要對不同的時(shí)差組合分別求解對應(yīng)的目標(biāo)位置，再用角度定位的結(jié)果篩選出真實(shí)位置，不屬于空間搜索方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足提供了一種超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法，提供了以下技術(shù)方案：

一種超視距多基被動雷達(dá)中的解時(shí)差測量模糊的方法，其特征是：包括如下步驟；

步驟一：假設(shè)地球?yàn)橐话霃綖閞的理想球體，目標(biāo)的位置向量為球面上m個(gè)基站位置向量分別表示為/基站/為主站，基站/為輔站，以基站/為球面頂點(diǎn)的參考系，將搜索點(diǎn)/投影到所述新坐標(biāo)系中，并計(jì)算待搜索點(diǎn)/的投影入射方位角以及聯(lián)合分布概率；/

步驟二：利用聯(lián)合分布概率和門限縮減搜索區(qū)域；

步驟三：當(dāng)某一發(fā)射源的脈沖信號分別到達(dá)m-1個(gè)輔站后，輔站將脈沖信號到達(dá)時(shí)間TOA發(fā)送到主站，計(jì)算超視距時(shí)差窗，利用到達(dá)時(shí)間TOA測量值進(jìn)行脈沖配對；

步驟四：利用直方圖進(jìn)行時(shí)差窗累計(jì)計(jì)算模糊時(shí)差值；

步驟五：對每個(gè)搜索點(diǎn)計(jì)算基于角度先驗(yàn)信息的代價(jià)函數(shù)；

步驟六：對步驟五中最大代價(jià)函數(shù)對應(yīng)的搜索點(diǎn)計(jì)算時(shí)差值，利用計(jì)算得到的時(shí)差值解時(shí)差，配對模糊。

優(yōu)選地，步驟一中所述待搜索點(diǎn)的投影入射方位角通過下式求取：