[發明專利]確定輻射源定向誤差的方法

有效

• 申請號: 202010199920.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111722177B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王江;伍娟;何建新;杜雨洺;張興剛;王壽德
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學;王壽德
• 主分類號: G01S3/00
• 分類號: G01S3/00;G01C25/00
• 代理公司: 成都擎智秉業專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

本發明涉及輻射定向技術。本發明公開了一種確定輻射源定向誤差的方法，本發明的技術方案是，根據定向序列在角頻率為0和±2π/M的頻譜分量得到輻射源的方位角αsubgt;s/subgt;和高度角γ；根據傳感器安裝平面上輻照度的測量誤差esubgt;i/subgt;、輻照度測量的轉換系數η，建立傳感器安裝平面上輻照度測量值的方程；通過建立誤差方程，給出了輻射源的方位角αsubgt;s/subgt;和高度角γ的測量誤差。本發明最后得到輻射源方位角和高度角的誤差表達式，為降低輻射源定向誤差指明了方向。本發明給出了輻射源定向誤差表達式，為降低定向誤差指出了方向，可以用于提高輻射源定向精度。

技術領域

本發明涉及輻射源定向技術領域，具體而言，涉及確定輻射源定向誤差的方法。

背景技術

輻射源無源定向技術在航海、航天、電子戰等軍民應用領域具有重要地位和作用?，F有研究重點集中在陣列信號處理的空間譜估計和光學成像兩方面。前者以輻射源的頻率、幅度和相位特征實現對遠場無線電信號源的定向，探測對象限于無線電；后者以輻射源的光學特征實現對光輻射源的定向，探測對象限于光輻射源。理論上，空間譜估計在系統處理帶寬內對空間信號源角度及相關變量的估計在精度上具有極大優勢，在雷達、移動通信和聲納等領域具有廣闊前景。但其對信號源數目的估計、信號源的解相干以及陣元通道傳輸特性的一致性等問題的解決方法尚存不足，在實用化上尚面臨不少難題。另外，對于寬帶信號源的定向，空間譜估計采用將其分解為若干窄帶信號源來定向實現，這些方法要求陣元的數目大于信號源的數目，因此，其定向帶寬受限于陣元數。光學成像的定向技術因精度高，已被廣泛應用于許多領域，如航天中衛星姿態控制或航天登陸設備輔助定位中的太陽角測量，軍事中在地面或空中對激光等光輻射源的無源定向來實現預警等。近年來出現了許多大視場、高精度的光輻射源定向方法，尤其在航天領域，如基于CMOS?APS面陣等圖像傳感器的太陽定向方法和利用游標卡尺等其它太陽定向方法。然而，由于實現原理限制，這些方法因其陣列探測器與光源入射孔的高度大于0，或探測器與狹縫的高度大于0，使得它們的探測視場均小于180°。針對空間譜估計和光學成像定向技術中存在的不足，一些文獻提出用陣元輻射能對輻射源球面全視場定向的新技術。與空間譜估計和光學成像的定向技術相比，它以輻射源的基本特征輻射能來實現定向，理論上滿足所有輻射源的無源定向，因此，在應用范圍上具有極大優勢。同時，其定向僅要求陣元探測輸出的輻射能與輻射源輻射在陣元探測面上的能量的比值為同一常數，而輻射能的測量又相對簡單，因此，在系統實現上也具有優勢。然而，現有研究通常采用3個被直接輻射陣元探測輸出的輻射能定向輻射源的方法，因實現方法限制，它們都不具備抗噪性能，導致它們在實際應用中的定向精度易受噪聲干擾，如在晴天空下的太陽地面定向精度為4.4°。對于噪聲環境中的定向應用，該技術尚缺少有效的抗干擾方法。

實際應用中，因輻照度測量裝置的工作噪聲不可避免，外部環境中可能出現多徑傳輸和其它干擾輻射源，從傳感器安裝平面測得的輻照度總是存在噪聲。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種確定輻射源定向誤差的方法，為提高輻射源定向精度提供依據。

為了實現上述目的，根據本發明具體實施方式的一個方面，提供了一種確定輻射源定向誤差的方法，其特征在于，包括如下步驟：

使正棱錐或棱臺的M個側面接受輻射源照射，M個側面中，相鄰側面的單位法矢量方位角相差2π/M的整數倍，測量M個側面的輻照度；

對M個側面的輻照度進行排序得到定向序列；

對所述定向序列進行傅里葉變換，得到各個頻譜分量傅里葉級數的系數；

根據定向序列在角頻率為0和±2π/M的頻譜分量得到輻射源的方位角α_s和高度角γ；

建立傳感器安裝平面上輻照度測量值方程：