[發(fā)明專利]用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112114296A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉冰;梁曉龍;柏鵬;任寶祥;鄭萬澤;張佳強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 王玉冰;梁曉龍
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，包含如下內(nèi)容：

假設(shè)相參雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻脈沖串，設(shè)定雷達(dá)信號在一個(gè)脈沖內(nèi)傳播時(shí)間為快時(shí)間，脈沖之間的時(shí)間為慢時(shí)間；針對協(xié)同下各無人機(jī)接收信號，沿快時(shí)間對各接收信號進(jìn)行傅里葉變換，并對快速傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行共軛相乘；

沿慢時(shí)間對共軛相乘結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插，以擴(kuò)展信號頻率范圍；

利用重采樣消除距離頻率和慢時(shí)間之間的耦合，將不同距離頻率上的到達(dá)頻率差校正為相同結(jié)果，利用逆離散傅里葉變換進(jìn)行信號能量相參積累，以獲取真實(shí)到達(dá)時(shí)間差和達(dá)到頻率差參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，針對雷達(dá)發(fā)射的線性調(diào)頻脈沖串，依據(jù)快時(shí)間、慢時(shí)間、脈沖數(shù)、脈沖重復(fù)間隔及脈沖重復(fù)頻率對雷達(dá)發(fā)射信號進(jìn)行批處理，獲取慢時(shí)間下雷達(dá)發(fā)射信號快時(shí)間表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，針對共軛相乘結(jié)果，對距離頻率進(jìn)行逆傅里葉變換，獲取信號包絡(luò)位置變換；依據(jù)信號包絡(luò)位置變換、共軛相乘結(jié)果及徑向速度差，獲取共軛相乘結(jié)果在慢時(shí)間維的離散形式表示。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，在慢時(shí)間中引入內(nèi)插，通過設(shè)定內(nèi)插率I，將慢時(shí)間維的離散形式表示兩個(gè)采樣點(diǎn)之間增加I-1個(gè)零，以提升采樣率的同時(shí)擴(kuò)展頻率范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，假設(shè)達(dá)到頻率差沿慢時(shí)間恒定，對慢時(shí)間進(jìn)行離散傅里葉變換；根據(jù)離散傅里葉變換周期，觀測頻率混疊后的偽峰。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，利用重采樣函數(shù)對數(shù)字頻率到達(dá)頻率差域進(jìn)行重采樣，以通過對數(shù)字頻率到達(dá)頻率差的尺度變換，識別真實(shí)數(shù)字頻率到達(dá)頻率差參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，依據(jù)模糊整數(shù)取值及多普勒譜峰位置是否隨耦合因子變化來識別真實(shí)數(shù)字頻率到達(dá)頻率差參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，對重采樣信號沿距離頻率進(jìn)行逆離散傅里葉變換，實(shí)現(xiàn)信號能量的相參積累；相參積累結(jié)果中包含主峰和能量分布在多個(gè)距離頻率和多普勒單元中的偽峰，依據(jù)主峰位置來估計(jì)達(dá)到時(shí)間差和達(dá)到頻率差參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，結(jié)合慢時(shí)間快速傅里葉變換和重采樣過程，設(shè)定時(shí)間數(shù)據(jù)等間距，頻域采樣點(diǎn)落在由耦合因子和多普勒譜峰位置確定的非整數(shù)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，利用非均勻快速傅里葉變換進(jìn)行重采樣過程的快速計(jì)算。

10.一種用于無人機(jī)協(xié)同TDOA/FDOA復(fù)合定位的參數(shù)估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包含：信號處理模塊、內(nèi)插處理模塊和重采樣模塊，其中，

信號處理模塊，假設(shè)相參雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻脈沖串，設(shè)定雷達(dá)信號在一個(gè)脈沖內(nèi)傳播時(shí)間為快時(shí)間，脈沖之間的時(shí)間為慢時(shí)間；針對協(xié)同下各無人機(jī)接收信號，沿快時(shí)間對各接收信號進(jìn)行傅里葉變換，并對快速傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行共軛相乘；

內(nèi)插處理模塊，用于沿慢時(shí)間對共軛相乘結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插，以擴(kuò)展信號頻率范圍；

重采樣模塊，用于利用重采樣消除距離頻率和慢時(shí)間之間的耦合，將不同距離頻率上的到達(dá)頻率差校正為相同結(jié)果，利用逆離散傅里葉變換進(jìn)行信號能量相參積累，以獲取真實(shí)到達(dá)時(shí)間差和達(dá)到頻率差參數(shù)。