[發(fā)明專(zhuān)利]偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310274244.8
• 申請(qǐng)日: 2023-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116400293A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧曉樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 盛航（臺(tái)州）科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/06;G01S5/02
• 代理公司: 寧波鄞州全方專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 33242
• 代理人: 龔成文

本發(fā)明為偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)，定位原理上，首先建立起偽單站高精度無(wú)源定位和單站快速無(wú)源定位的基本模型，定位算法上，相位差主要用于測(cè)量目標(biāo)距離，通過(guò)多個(gè)天線之間的約束關(guān)系消除相位模糊的影響，可以通過(guò)時(shí)差參數(shù)或?qū)ｉT(mén)的測(cè)向設(shè)備來(lái)獲取，另一方面，在已有基于定位參數(shù)的算法基礎(chǔ)上研究基于中頻信號(hào)的直接定位方法，將信號(hào)檢測(cè)與目標(biāo)定位合并進(jìn)行處理，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單、安裝、使用和維護(hù)較為容易。因不需配置復(fù)雜的時(shí)統(tǒng)和通信設(shè)備，設(shè)備量較少且功耗較低；由于基線短，具有很好的陣地適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)性，可部署于遠(yuǎn)海島礁或高原深山等陣地上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子戰(zhàn)中，在電子干擾、反輻射導(dǎo)彈和隱身飛機(jī)等對(duì)抗手段下，有源雷達(dá)系統(tǒng)的工作效能和生存能力面臨越來(lái)越嚴(yán)重的威脅。而采用被動(dòng)定位體制的無(wú)源定位系統(tǒng)具有預(yù)警距離遠(yuǎn)、隱蔽性強(qiáng)和難以干擾等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為現(xiàn)代一體化防空系統(tǒng)、機(jī)載武器系統(tǒng)對(duì)地、對(duì)海攻擊以及對(duì)付隱身目標(biāo)的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分。

隨著電子戰(zhàn)技術(shù)水平的發(fā)展，無(wú)源偵察定位系統(tǒng)面臨的電磁環(huán)境更為復(fù)雜。現(xiàn)代電子裝備越來(lái)越多地采用相控陣窄波束天線、跳頻脈沖、短促突發(fā)波形和寬帶低截獲信號(hào)等工作體制，現(xiàn)有的多站和單站被動(dòng)定位系統(tǒng)已難以適應(yīng)對(duì)此類(lèi)輻射源目標(biāo)的處理。例如，對(duì)于傳統(tǒng)多站時(shí)差定位或測(cè)向交叉定位系統(tǒng)，首先由于其站間距較大，難以對(duì)窄波束目標(biāo)形成多站共視來(lái)實(shí)現(xiàn)有效定位；另一方面，多站系統(tǒng)需要進(jìn)行站間的信號(hào)配對(duì)，必須積累一定的信號(hào)來(lái)檢測(cè)和提取正確的配對(duì)結(jié)果。對(duì)于短促信號(hào)和高重頻信號(hào)，則容易出現(xiàn)漏檢和誤檢的問(wèn)題。而對(duì)于單站被動(dòng)定位系統(tǒng)，其定位原理基于運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，需要對(duì)輻射源信號(hào)進(jìn)行連續(xù)、有效地測(cè)量，在定位信息積累的基礎(chǔ)上逐步獲取目標(biāo)的位置參數(shù)，因而存在定位收斂慢、精度低等缺點(diǎn)，因此亟待改進(jìn)該缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：定位原理上，首先建立起偽單站高精度無(wú)源定位和單站快速無(wú)源定位的基本模型；

定位算法上，相位差主要用于測(cè)量目標(biāo)距離，通過(guò)多個(gè)天線之間的約束關(guān)系消除相位模糊的影響，可以通過(guò)時(shí)差參數(shù)或?qū)ｉT(mén)的測(cè)向設(shè)備來(lái)獲取，另一方面，在已有基于定位參數(shù)的算法基礎(chǔ)上研究基于中頻信號(hào)的直接定位方法，將信號(hào)檢測(cè)與目標(biāo)定位合并進(jìn)行處理；

航跡跟蹤算法上，側(cè)重于研究將單站快速定位與偽單站高精度無(wú)源定位的數(shù)據(jù)融合處理方法，偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)提供目標(biāo)分選和位置信息，單站定位提供目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、機(jī)動(dòng)檢測(cè)等信息，提高目標(biāo)航跡跟蹤的精度及對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤濾波的能力；

在信號(hào)檢測(cè)和參數(shù)測(cè)量上，引入陣列信號(hào)處理理論和技術(shù)，利用其空間選擇性來(lái)抑制噪聲、地物雜波和多目標(biāo)干擾，提高弱信號(hào)檢測(cè)能力，對(duì)于散射目標(biāo)，研究以直達(dá)波作為參考，通過(guò)波形選擇來(lái)提高對(duì)散射波的截獲能力。

可優(yōu)選的，通常目標(biāo)距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于偽單站高精度無(wú)源定位系統(tǒng)的基線長(zhǎng)度，其相對(duì)干涉儀的視角差也非常小，因此與測(cè)向干涉儀相位差的測(cè)量相比，視角相位差測(cè)量出現(xiàn)模糊程度要小很多，從而在相位解模糊上具有天然的優(yōu)勢(shì)，因此，偽單站高精度定位采用視角差測(cè)距的原理，可大幅減少需要的天線數(shù)目，以中間的陣元0為觀測(cè)中心，目標(biāo)T到觀測(cè)中心的距離為r，與干涉儀基線的夾角為目標(biāo)的來(lái)波方向β，陣元1、陣元2與陣元0的分別構(gòu)成基線長(zhǎng)為d的相位干涉儀，將目標(biāo)到這兩個(gè)干涉儀的視向夾角α定義為偽單站高精度測(cè)距系統(tǒng)的視角差

根據(jù)以上幾何關(guān)系，在距離r遠(yuǎn)大于陣間距d的情況下，視向夾角α近似等于兩個(gè)雙陣元干涉儀基線中心的距離在目標(biāo)方向投影后與距離r的比值，即

可優(yōu)選的，根據(jù)測(cè)距公式，測(cè)距誤差主要來(lái)源于測(cè)相誤差δφ和測(cè)角誤差δβ，同時(shí)站間距誤差δd也會(huì)帶來(lái)一定的測(cè)距偏差，誤差傳播公式如下：