[發(fā)明專利]一種多雷達目標(biāo)單機無源定位方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911381487.1
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111175731A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 來飛
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南紅船科技有限公司
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06;G01S7/292
• 代理公司: 湖南省國防科技工業(yè)局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

本發(fā)明涉及一種多雷達目標(biāo)單機無源定位方法。該方法以機載陣列天線為接收平臺，通過無源偵收的方式對地面雷達信號進行處理，將多次觀測地面雷達目標(biāo)數(shù)據(jù)的進行關(guān)聯(lián)，同時采用基于基于接收回波特征空間投影算法實現(xiàn)對地面雷達目標(biāo)無源定位。該方法可以在不需要獲取目標(biāo)測向參數(shù)的前提下直接實現(xiàn)目標(biāo)無源定位，仿真結(jié)果驗證了該方法的有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信號偵察技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多雷達目標(biāo)單機無源定位方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭的信息戰(zhàn)、電子戰(zhàn)環(huán)境中，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，采用快速、穩(wěn)定、 高精度、高檢測識別率的無源定位技術(shù)作為目標(biāo)探測、定位跟蹤已成為機載電子偵察 系統(tǒng)一個重要的發(fā)展方向。單站無源定位技術(shù)只依賴于單個觀測平臺，獨立性和靈活 性都比較強，并且隱蔽性能高，結(jié)構(gòu)相對簡單易于實現(xiàn)，在機載電子偵察監(jiān)視、告警、 搜救等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用需求范圍非常廣泛。

由于單站被動偵收時無法直接獲得目標(biāo)的相對距離，因此目前的單站無源定位實現(xiàn)過程通常用單個運動的觀測站對輻射源參數(shù)進行連續(xù)的測量，在獲得一定量的定 位參數(shù)信息積累的基礎(chǔ)上，進行適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理以獲取輻射源目標(biāo)的位置信息，從幾 何意義上來說就是用多個定位曲線(面)的交匯來實現(xiàn)定位。目前，機載單站無源定 位技術(shù)的主要具體實現(xiàn)體制主要有：測向定位法、方位/多普勒頻率定位法、測相位差 變化率定位法和測多普勒頻率變化率定位法。近幾年來，以色列特拉維夫大學(xué)的A.J. Weiss教授提出一種全新的無源偵察定位方法，即直接位置確定法(DPD)。該方法直接 利用多個平臺陣列偵收的信號在空間上進行積累變換后，直接得到目標(biāo)位置估計。該 方法可實現(xiàn)低信噪比、復(fù)雜多信號等條件下對目標(biāo)的高精度定位，無需進行定位參數(shù) 提取，可實現(xiàn)對未經(jīng)分選的時頻混疊多信號直接定位，并且定位精度可以達到定位誤 差的理論CRLB下限。

當(dāng)前機載多功能雷達基本上均采用相控陣體制，特別是在空時自適應(yīng)處理(STAP)技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用之后。但由于作戰(zhàn)過程中雷達一般開機時間較短，據(jù)報 道F22裝備的APG-77雷達使用的相控陣天線絕大多數(shù)時間是在進行無源電子偵察任 務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對機載相控陣特點進行無源偵察數(shù)據(jù)建模，本發(fā)明提出了一種基于相控陣的運動單站直接定位方法，該方法通過對多次觀測地面雷達目標(biāo)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，同時采 用空域自適應(yīng)處理算法實現(xiàn)對地面雷達目標(biāo)的直接定位，該方法可以在不需要獲取目 標(biāo)參數(shù)的前提下直接實現(xiàn)目標(biāo)定位，仿真結(jié)果驗證了改方法的有效性。

一種多雷達目標(biāo)單機無源定位方法，其包括下列步驟：

1)對于機載陣列天線在m時刻接收的信號，接收到的數(shù)據(jù)C_m,nk為一N×K維的 數(shù)據(jù)矩陣，其元素x_n,k表示第n個陣元在目標(biāo)的第k個脈沖下的接收數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)矩 陣C_m,nk可以表示為

2)根據(jù)機載陣列接收信號模型，對m時刻接收的信號數(shù)據(jù)協(xié)方差矩R_m可以通 過下式求出

3)對m時刻接收的信號數(shù)據(jù)協(xié)方差矩R_m進行特征分解，大特征值對應(yīng)的特征 向量即為目標(biāo)信號導(dǎo)向矢量，

上式中λ_i為大特征特征值，ν_i為大特征值對應(yīng)的特征向量，為噪聲方差，I 為單位矩陣。

4)假定多輻射源目標(biāo)的位置坐標(biāo)為：

P_i＝[x_i,y_i,z_i] (4)

每次觀測的慢時間間隔為T，則在(m-1)T+t時刻的載機平臺坐標(biāo)P_m,t為：