[發明專利]基于單星與多地面站聯合測量的無源目標定位方法

有效

• 申請號: 201910038540.1
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109633724B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李萬春;陳銳濱;王麗;郭昱寧
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于電子對抗技術領域，具體涉及一種基于單星與多地面站聯合測量的無源目標定位方法。本發明針對空中目標輻射源的定位場景，通過單星和多個地面站分別測量目標輻射源信號到達各自的方向余弦角，以及目標輻射源信號分別到達衛星與多個地面觀測站的時間差和頻率差，通過對方向余弦角的偽線性化處理并將其融合時差測量方程和頻差測量方程，給出目標位置的加權最小二乘解析解。該方法在可實現單次瞬時高精度定位，不存在定位解模糊問題，定位誤差的均方誤差可逼近克拉美?羅下限。

技術領域

本發明屬于電子對抗技術領域，具體涉及一種基于單星與多地面站聯合測量的無源目標定位方法。

背景技術

一方面，現代化電子信息戰爭的關鍵之處在于敵我之間電磁空間的爭奪以及對對方重點目標的探測與監控，以獲取敵方單位的戰略部署，平臺類型等信息。因此，對目標的偵察定位技術在電子對抗領域扮演著非常重要的角色。與有源定位方法相比，無源定位具有作用距離遠、隱蔽接收、不易被對方發現等優點，對于提高武器系統在電子戰環境下的生存能力和作戰能力具有重要意義。

另一方面，隨著航天技術的發展及星載偵收技術的突破，利用星載電子偵察設備對地面輻射源進行無源探測及定位已成為當前各國爭先發展的空間軍事技術前沿課題之一。單星無源定位系統雖然具有自身成本低、定位體制靈活等優勢，但同時，由于它是基于一個觀測衛星實現對輻射源的定位，所以獲得的目標信息量較少，導致定位精度不夠高。因此，本文考慮單星結合多個地面觀測站，實現天地聯合目標定位。

發明內容

本發明的目的，就是針對上述問題，提出了一種基于單星與多地面站測向及聯合測時差和頻差的無源目標定位方法。針對空中目標輻射源的定位場景，通過單星和多個地面站分別測量目標輻射源信號到達各自的方向余弦角，以及目標輻射源信號分別到達衛星與多個地面觀測站的時間差和頻率差，通過對方向余弦角的偽線性化處理并將其融合時差測量方程和頻差測量方程，給出目標位置的加權最小二乘解析解。該方法在可實現單次瞬時高精度定位，不存在定位解模糊問題，定位誤差的均方誤差可逼近克拉美-羅下限(CRLB)。

本發明所采用的技術方案為：

該方法通過單星和多地面站分別測量目標輻射源信號到達各自的方向余弦角，以及目標輻射源信號分別到達衛星與多地面觀測站的時間差和頻率差，經過算法推導，給出目標位置的加權最小二乘解析計算公式。定位模型如圖1所示。圖中，記在地固坐標系{e系:(x_e,y_e,z_e)} 下，衛星的位置為x_S,e＝[x_s,e,y_s,e,z_s,e]^T，目標輻射源的位置為x_T,e＝[x_t,e,y_t,e,z_t,e]^T，三個地面觀測站的位置分別記為x_r1,e＝[x_r1,e,y_r1,e,z_r1,e]^T，x_r2,e＝[x_r1,e,y_r1,e,z_r1,e]^T和x_r3,e＝[x_r3,e,y_r3,e,z_r3,e]^T。在星體坐標系b系中，目標輻射源的位置為x_T,b＝[x_t,b,y_t,b,z_t,b]^T。在星載測向定位體制中，有如下坐標轉換關系：x_T,b＝M(x_S,e-x_T,e)，具體表達式