基于无线电干涉测量的多轴飞行器无源定位方法和装置制造方法及图纸

本公开提供了一种基于无线电干涉测量技术的多轴飞行器无源定位算法，包括：根据监控天线位置和监控区域，定义一个用于进行多轴飞行器定位计算的坐标系；布放四套监控天线接收多轴飞行器发出的无线电信号，对所述四套监控天线输出信号进行互相关处理，输出三组独立的观测值；利用上述信号相关处理输出的三组独立的观测值列出三个空间位置关系方程组，求解所述空间位置关系方程组，计算出多轴飞行器在坐标系中的三维坐标。本公开不受无线电发射相关法规影响；还可以克服多轴无人飞行器雷达反射截面较小，不易被传统的低空雷达探测及跟踪的缺点；并且由于没有机械转动部件，该方法的跟踪性能和运行可靠性也较传统的雷达有大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
基于无线电干涉测量的多轴飞行器无源定位方法和装置
本专利技术涉及电子对抗领域，尤其涉及民用多轴飞行器无源定位领域。
技术介绍
多轴飞行器具有多个动力输出轴，每个动力输出轴连接一个旋翼，通过各个旋翼的不同转速，产生各个方向的扭力，从而控制机身。多轴飞行器属于无人机的一类，与固定翼飞机、直升机等无人机相比，多轴飞行器有着结构相对简单、尺寸小、重量轻、造价低等优点。随着多轴飞行器技术飞行控制、电调、电机等技术的快速发展和成熟，多轴飞行器的市场和应用空前繁荣。众多多轴飞行器被应用于专业的消防、救灾、测绘、航拍以及军事领域，同时由于成本的不断降低，越来越多的多轴飞行器被众多无人机爱好者购买及操控，用于娱乐以及其他用途。在多轴飞行器市场和应用空前繁荣背景下，其造成问题也随之而来。虽然中国已经制定了如《民用无人机空中交通管理办法》《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》等一系列法律法规，但是大量的多轴飞行器“黑飞”行为依然存在。多轴飞行器进入军事禁区、拍摄敏感区域、投递非法物品等事件时有发生。所以多轴飞行器的监控和防御也成为世界各国面临亟待解决的新难题。多轴飞行器机体积小、飞行高度低、飞行速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线电干涉测量技术的多轴飞行器无源定位算法，包括：步骤S1，根据监控天线位置和监控区域，定义一个用于进行多轴飞行器定位计算的坐标系；步骤S2，布放四套监控天线接收多轴飞行器发出的无线电信号，对所述四套监控天线输出信号进行互相关处理，输出三组独立的观测值；步骤S3，利用上述信号相关处理输出的三组独立的观测值列出三个空间位置关系方程组，求解所述空间位置关系方程组，计算出多轴飞行器在坐标系中的三维坐标。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线电干涉测量技术的多轴飞行器无源定位算法，包括：步骤S1，根据监控天线位置和监控区域，定义一个用于进行多轴飞行器定位计算的坐标系；步骤S2，布放四套监控天线接收多轴飞行器发出的无线电信号，对所述四套监控天线输出信号进行互相关处理，输出三组独立的观测值；步骤S3，利用上述信号相关处理输出的三组独立的观测值列出三个空间位置关系方程组，求解所述空间位置关系方程组，计算出多轴飞行器在坐标系中的三维坐标。2.根据权利要求1所述的多轴飞行器无源定位算法，所述步骤S1中包括：步骤S101，进行监控坐标系定义并确定各个天线坐标；步骤S102，对目标多轴飞行器到各天线的距离、各天线间的几何时延和固有时延进行定义，并根据几何时延和固有时延得到三个独立观测时延的表达式；步骤S103，确定监控范围边界值。3.根据权利要求2所述的多轴飞行器无源定位算法，所述步骤S101中包括：定义监控坐标系的原点为监控天线A1所在点，以A1为原点建立三维直角坐标系，坐标系的定义满足右手螺旋法则，所述监控天线A1的坐标为(0,0,0)，并使用全站仪测量得到其他三个监控天线在监控坐标系中坐标(xi,yi,zi)i＝2,3,4。4.根据权利要求2所述的多轴飞行器无源定位算法，所述步骤S102中包括：定义目标坐标点为T，将TA1定义为目标到监控天线A1的距离，同理定义TA2至TA4；将delay12定义为目标到监控天线A1的距离与目标到监控天线A2的距离的几何差值所引起的时间差，即几何时延，同理定义delay13，delay14；将P12定义为监控天线A1和监控天线A2两者之间的固有系统时间差，即固有时延，同理定义P13和P14；将O12定义为目标发射信号到达监控天线A1和监控天线A2之间的时间差，即观测时延，同理定义O13和O14，观测时延由几何时延和固有时延组成，三组独立观测时延的表示如下式：5.根据权利要求3所述的多轴飞行器无源定位算法，所述步骤S103中包括：根据需要监控区域的实际情况在监控坐标系中确定监控区域范围，确定监控区域形状；选定监控区域形状后，根据监控区域表达式确定监控区域的边界范围，并确定每个几何时延的范围，从而确定互相关处理的窗口大小；监控区域的边界范围确定后，将求解空间位置的过程中落在边界范围之外的解滤除。6.根据权利要求5所述的多轴飞行器无源定位算法，所述步骤S2包括：步骤S201，进行固有时延P12°、P13°、P14°的测量，包括：在坐标系原点放置一个发射天线，模拟探测目标发射信号，通过监控天线A1，A2，A3，A4的坐标求得所述步骤S102中定义的所述几何时延delay12，delay13，delay14的值为delay12°、delay13°和delay14°；通过信号的相关处理得到此时的观测时延O12°、O13°和O14...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新颖，孔德庆，邢树果，薛喜平，李俊铎，李春来，张洪波，苏彦，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京,11