一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统。本发明专利技术的方法包括：获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；根据关系获得使测向误差最小的优选基线，利用优选基线对信号进行双通道分时测向，获得信号的相位差测量值；将相位差测量值代入角度估计模型后，利用最小二乘法求解角度估计模型，获得角度估计模型中方位角参数和俯仰角参数的估计值。本发明专利技术分析任意单元均匀圆阵双通道干涉仪测向系统测向误差与测向基线选择之间的关系，基于该关系获取使测向误差最小的优选基线，并利用优选基线进行双通道分时测向，以达到充分发挥测向系统效用的目的。

A Direction Finding Method, Device and System of Uniform Circular Array Dual Channel Interferometer

【技术实现步骤摘要】
一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统
本专利技术涉及干涉仪测向
，尤其涉及一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统。
技术介绍
阵列天线测向系统是一种重要的被动式测向装备，相对于主动工作的雷达系统，除了具有抗截获、抗干扰等优点外，还具有测向精度高、体积重量小、成本低等优点，近年来受到重视。在阵列测向系统中，均匀圆阵干涉仪测向系统因其各项同性，应用简便而得到普遍应用。常用的均匀圆阵干涉仪测向系统采用多阵元同时测相位的方式提取各基线相位差，这种方式测向精度高，但系统复杂；一种测向精度有所降低但系统大为简化的方式就是采用双通道测相体制，即测向系统仅配置双通道接收处理设备，在某一时刻仅对两个选定的阵元测量其信号相位，进而提取相位差实现干涉仪测向。然而，对于均匀圆阵双通道干涉仪测向系统，测向基线的选择是否会对测向精度造成影响以及如何优选基线的问题尚少有研究，制约了均匀圆阵双通道干涉仪的高效应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统，以至少部分解决上述问题。第一方面，本专利技术提供了一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法，包括：获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；角度估计模型包括相位差测量矩阵和相位差矩阵，相位差矩阵包括用于表示所述信号方向的方位角参数和俯仰角参数；根据关系获得使测向误差最小的优选基线，利用优选基线对信号进行双通道分时测向，获得信号的相位差测量值；将相位差测量值代入角度估计模型后，利用最小二乘法求解角度估计模型，获得角度估计模型中方位角参数和俯仰角参数的估计值。第二方面，本专利技术提供了一种均匀圆阵双通道干涉仪测向装置，包括：获取单元，获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；所述角度估计模型包括相位差测量矩阵和相位差矩阵，所述相位差矩阵包括用于表示所述信号方向的方位角参数和俯仰角参数；选择单元，根据所述关系获得使所述测向误差最小的优选基线；测量单元，利用所述优选基线对信号进行双通道分时测向，获得所述信号的相位差测量值；计算单元，将所述相位差测量值代入所述角度估计模型后，利用最小二乘法求解所述角度估计模型，获得所述角度估计模型中所述方位角参数和俯仰角参数的估计值。第三方面，本专利技术提供了一种均匀圆阵双通道干涉仪测向系统，包括：均匀圆阵双通道干涉仪，接收辐射源辐射的信号并发送给处理器；存储器，存储计算机可执行指令；处理器，所述计算机可执行指令在被执行时，使所述处理器执行均匀圆阵双通道干涉仪测向方法。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序被执行时实现均匀圆阵双通道干涉仪测向方法。本专利技术预先获取任意单元均匀圆阵双通道干涉仪测向系统测向误差与测向基线选择之间的关系，基于该关系获取使测向误差最小的优选基线，并利用优选基线进行双通道分时测向，通过将测量得到的相位差测量值代入预先建立的角度估计模型，利用最小二乘法求解方位角参数和俯仰角参数的估计值，实现干涉仪测向，充分发挥测向系统的效用。附图说明图1为本专利技术实施例示出的均匀圆阵双通道干涉仪测向方法的流程图；图2为本专利技术实施例示出的均匀圆阵双通道干涉仪的测向模型示意图；图3为本专利技术实施例示出的均匀五元阵干涉仪采用不同基线测向对应的测向误差示意图；图4为本专利技术实施例示出的均匀八元阵干涉仪采用不同基线测向对应的测向误差示意图；图5为本专利技术实施例示出的均匀圆阵双通道干涉仪测向装置的结构框图；图6为本专利技术实施例示出的均匀圆阵双通道干涉仪测向系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。以下，将参照附图来描述本专利技术的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。因此，本专利技术的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本专利技术的技术可以采取存储有指令的机器可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本专利技术的上下文中，机器可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，机器可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。机器可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。本专利技术提供一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法。图1为本专利技术实施例示出的均匀圆阵双通道干涉仪测向方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：S110，获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；所述角度估计模型包括相位差测量矩阵和相位差矩阵，所述相位差矩阵包括用于表示所述信号方向的方位角参数和俯仰角参数。S120，根据所述关系获得使所述测向误差最小的优选基线，利用所述优选基线对信号进行双通道分时测向，获得所述信号的相位差测量值。S130，将所述相位差测量值代入所述角度估计模型后，利用最小二乘法求解所述角度估计模型，获得所述角度估计模型中所述方位角参数和俯仰角参数的估计值。本实施例预先获取任意单元均匀圆阵双通道干涉仪测向系统测向误差与测向基线选择之间的关系，基于该关系获取使测向误差最小的优选基线，并利用优选基线进行双通道分时测向，通过将测量得到的相位差测量值代入预先建立的角度估计模型，利用最小二乘法求解方位角参数和俯仰角参数的估计值，实现干涉仪测向，充分发挥测向系统的效用。为便于说明上述步骤S110-S130，首先说明均匀圆阵双通道干涉仪的测向模型和角度估计模型的构建方法，并分析任意单元均匀圆阵双通道干涉仪测向系统测向误差与测向基线选择之间的关系。如图2所示，本实施例示出一N单元均匀圆阵双通道干涉仪的测向模型，测向坐标系原点O位于圆阵中心，以原点O与第一阵元(记为A1)的连线矢量为X轴，以经过原点且垂直于均匀圆阵的矢量为Z轴，通过右手螺旋法则确定Y轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法，其特征在于，包括：获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；所述角度估计模型包括相位差测量矩阵和相位差矩阵，所述相位差矩阵包括用于表示所述信号方向的方位角参数和俯仰角参数；根据所述关系获得使所述测向误差最小的优选基线，利用所述优选基线对信号进行双通道分时测向，获得所述信号的相位差测量值；将所述相位差测量值代入所述角度估计模型后，利用最小二乘法求解所述角度估计模型，获得所述角度估计模型中所述方位角参数和俯仰角参数的估计值。

【技术特征摘要】
1.一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法，其特征在于，包括：获取预先建立的角度估计模型，以及获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系；所述角度估计模型包括相位差测量矩阵和相位差矩阵，所述相位差矩阵包括用于表示所述信号方向的方位角参数和俯仰角参数；根据所述关系获得使所述测向误差最小的优选基线，利用所述优选基线对信号进行双通道分时测向，获得所述信号的相位差测量值；将所述相位差测量值代入所述角度估计模型后，利用最小二乘法求解所述角度估计模型，获得所述角度估计模型中所述方位角参数和俯仰角参数的估计值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取均匀圆阵双通道干涉仪测向误差与基线选取之间的关系，包括：建立所述均匀圆阵双通道干涉仪的测向模型，获得所述均匀圆阵双通道干涉仪多组基线对应的相位差矢量矩阵，所述相位差矢量矩阵包括相位差选择矩阵和多个阵元对应的相位矢量矩阵，所述相位矢量矩阵包括方位角参数和俯仰角参数，所述相位差选择矩阵为由相互间隔阵元间隔数量变量的两个阵元计算相位差所得到的矩阵；根据所述相位差矢量矩阵获得关于方位角与俯仰角测量误差的协方差矩阵，根据所述协方差矩阵获得所述测向误差与基线选取之间的关系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述相位差矢量矩阵获得关于方位角与俯仰角测量误差的协方差矩阵，包括：计算所述相位差矢量矩阵中所述方位角参数与所述俯仰角参数的偏微分，并将所述估计值代入偏微分处理后的所述相位差矢量矩阵，获得雅克比矩阵J；根据所述雅克比矩阵J获得所述协方差矩阵(JTΣ-1J)-1，所述协方差矩阵(JTΣ-1J)-1包括方位角测量误差与俯仰角测量误差；根据所述协方差矩阵(JTΣ-1J)-1，获得所述测向误差方差与基线选取之间的关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述协方差矩阵获得所述测向误差与基线选取之间的关系，包括：根据所述协方差矩阵(JTΣ-1J)-1，获得所述协方差矩阵(JTΣ-1J)-1的第一主对角元素和第二主对角元素其中，所述第一主对角元素对应为方位角测量误差方差，所述第二主对角元素对应为俯仰角测量误差方差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤明懿，陆安南，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十六研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33