[發明專利]一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法及系統

在審

• 申請號: 202010518743.3
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN112068096A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉玉春;王強;王二壘;程全;朱磊;豆桂平
• 申請（專利權）人: 周口師范學院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/62
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10、獲取接收機的相關參數；所述接收機的運動由水平面和豎直面上的兩個運動復合而成；所述相關參數包括：兩個運動的相應數據、兩個運動的初始位置角度以及在三維空間上做兩個運動時的角頻率的比值；

S20、根據所述相關參數，在同一坐標系，確定接收機的位置坐標，并假定點目標的位置坐標以及外輻射源的位置坐標；計算出所述外輻射源到所述點目標的距離；

S30、根據所述接收機的位置坐標和點目標的位置坐標，計算出t時刻所述點目標到接收機的距離；

S40、根據t時刻所述點目標到接收機的距離、以及所述外輻射源到所述點目標的距離，計算得t時刻信號接收機接收到的回波信號傳播距離；

S50、根據外輻射源的信號頻率及所述回波信號傳播距離，計算接收機接收到的點目標回波信號的表達形式；

S60、離散化接收機在一個接收周期中接收到的回波信號；構造匹配矩陣，進行三維測向，獲得點目標的俯仰角和方位角。

2.如權利要求1所述的一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法，其特征在于，所述步驟S10包括：

獲取接收機的相關參數；所述接收機的運動由水平面和豎直面上的兩個橢圓運動復合而成；

假設水平面上有桿oa，a端繞著o端轉動，轉動軌跡為半長軸為a₁半短軸為b₁的第一橢圓；在豎直面上，桿ab垂直于桿oa，b端轉動軌跡為半長軸為a₂半短軸為b₂的第二橢圓，接收機置于b端；

所述相關參數包括：第一橢圓和第二橢圓的半長軸、半短軸、兩個橢圓運動的初始位置角度以及在三維空間上做兩個橢圓運動時的角頻率的比值。

3.如權利要求2所述的一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法，其特征在于，所述步驟S20包括：根據所述相關參數，設t時刻接收機的位置為(x,y,z)，則有

(1)式中，a₁、b₁分別為第一橢圓轉動軌跡的半長軸和半短軸；a₂、b₂分別為第二橢圓轉動軌跡的半長軸和半短軸；ω₁、ω₂分別為接收機的第一橢圓和第二橢圓運動的角頻率，α₀、β₀分別為第一橢圓和第二橢圓運動的初始位置角度；

以o點所在位置為原點、第一橢圓的半長軸為X軸、短軸為Y軸建立三維直角坐標系，第二橢圓的半長軸平行于Z軸；

假設一個固定的點目標的球坐標為分別表示與接收機之間的距離、俯仰角和方位角；直角坐標為(X,Y,Z)，二者之間的關系為：

假設外輻射源坐標為(x_t,y_t,z_t)，則外輻射源到所述點目標的距離為：

(3)式中R_T為外輻射源到所述點目標的距離。

4.如權利要求3所述的一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法，其特征在于，所述步驟S30包括：

基于所述點目標到所述接收機之間的距離遠大于所述接收機的運動尺寸，則t時刻所述點目標到接收機的距離為：

(4)式中，x(t),y(t),z(t)為t時刻接收機的位置坐標；(X,Y,Z)為點目標的位置坐標，為一個固定的點目標的球坐標。

5.如權利要求4所述的一種被動雷達復合掃描三維空間測向方法，其特征在于，所述步驟S50包括：

假設外輻射源的信號頻率為f，則該信號表示為：

s(t)＝exp{j2πft} (6)

根據所述回波信號傳播距離R(t)，計算接收機接收到的點目標回波信號的表達形式為：

上式(7)中σ為散射點的散射強度系數，C為光速，λ為信號波長。