具有定位功能的手持式测向设备和测向定位方法技术

本发明专利技术涉及一种具有定位功能的手持式测向设备和测向定位方法。本测向定位设备由ＶＨＦ／ＵＨＦ定向无线和测向接收机组成，测向接收机为手持式测向接收机，由射频信号切换模块、强电流辐射信号处理模块、调谐接收单元、数字信号处理器、系统控制单元、信息融合处理单元、ＧＰＳ天线／ＧＰＳ接收模块、电子罗盘和电源管理模块组成。本发明专利技术融合了ＧＰＳ定位信息和罗盘的指向信息，使本测向定位设备具有独特的测向定位功能。本发明专利技术设备轻巧，成本低，便于携带，便于操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电测向设备和测向定位方法，特别是一种基于GPS定位信息及电子罗盘指向信息的无线电信号测向定位设备和测向定位方法。
技术介绍
无线电信号辐射是有方向性的，用无线电技术手段确定无线电信号辐射源方向的过程称为无线电测向；无线电测向系统利用技术手段确定无线信号辐射源位置的过程称为无线电定位。随着通信及信息处理技术的不断进步，无线电测向定位的新技术不断涌现，如比幅测向技术，干涉仪测向技术，以及近年来发展起来的空间谱估计测向技术等等，都在测向领域取得广泛的应用。以这些技术为基础的测向系统多采用多个固定测向站交叉定位或利用天线阵列来确定辐射源的位置。在采用多个固定测向站交叉定位的系统中，每个测向站都有一套独立的测向系统，包括大型测向天线系统、信号接收系统、信号处理系统、控制系统、联网通信系统、信息显示系统、电源及后备电源系统等等。另一类是车载测向系统，该系统大都采用正多边形分布的测向天线阵列，并采用相位干涉仪测向技术。相位干涉仪测向是利用电波的相位信息来测定辐射源方向的。固定测向站测向系统总体性能比较好，但由于造价昂贵，数量也相当有限，适合于在重点地区进行部署，主要用于电磁辐射环境的宏观监测；采用相位干涉仪测向技术的车载测向系统，测向性能好、机动性较强，但同样由于价格昂贵，装备数量非常少，监测点少就必然会影响监测系统的覆盖性能，一方面，上述测向系统通常只能针对辐射目标提出一个可能的区域范围，例如对于测向精度为3°的测向系统，位于5km外的辐射源，将被测定为直径近300m的圆形区域。另一方面，由于监测盲区的存在，一些辐射源根本无法被发现。因此，采用便携式测向系统来监测辐射源就成为一种十分重要的手段。目前大量使用的便携测向系统通常由测向天线、VHF/UHF频段接收机，频谱仪或场强计以及供电设备等组成。这些设备一方面比较贵重，另一方面其规模较大，事实上也不是一个灵活方便的“便携”系统。更何况，这些仪器设备的使用需要有专门的操作知识，同时要想获得理想的测向效果，还要求操作人员具备良好的无线电专业知识以及丰富的无线电测向经验。这些要求在很多场合是较难全部满足的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述应用需求而提供的一种具有定位功能的手持式测向设备和测向定位方法。本专利技术提供的设备较轻巧，成本低，使用方便，便于携带，不要求操作人员具备专业知识，可以在简单操作步骤下获得完全的测向定位信息。为了达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案一种具有定位功能的手持式测向设备，由VHF/UHF定向无线和测向接收机组成，其特征在于a.所述的VHF/UHF定向天线由几付工作在不同频段的测向天线组成；b.所述的测向接收机为手持式测向接收机，由一个射频信号切换模块(A)、一个强电磁辐射信号处理模块(B)、一个调谐接收单元(C)、一个数字信号处理器(D)、一个系统控制单元(E)、一个信息融合处理单元(F)、一个GPS天线/GPS接收模块(G)、一个电子罗盘(H)和一个电源管理模块(I)组成；从VHF/UHF定向天线来的信号，经射频信号切换模块(A)切换的射频信号被送至强电磁辐射处理模块(B)或送至调谐接收单元(C)，强电磁辐射处理模块(B)和调谐接收单元(C)输出的信号在数字信号处理器(D)中分别进行A/D采样；其经强电磁辐射处理模块(B)处理的信号作基带低速A/D采样，而经调谐接收单元(C)处理的中频信号是作宽带欠采样；A/D采样后的信号，在数字信号处理器(D)中作时/频域处理，处理结果通过控制总线送至系统控制单元(E)及信息融合处理单元(F)；GPS天线/GPS接收模块(G)包括GPS接收天线(G1)和GPS接收机(G2)，GPS接收机(G2)将卫星定位信息送至信息融合处理单元(F)；电子罗盘(H)也把感测到的天线指向信息送至信息融合处理单元(F)；在信息融合处理单元中，输入的各种信息经计算并优化目标的坐标位置；最终将测向定位信息在显示器中显示出来，同时通过音频提示方式，辅助测向操作；所有功能模块及单元都在系统控制单元(F)的控制下协调工作，而由电源管理模块(I)提供工作电源。上述的手持式测向接收机为手枪体形，在其手枪体把柄内设置所述的电源管理模块(I)和电池室(8)，并在其前侧壁上安装电源和测量功能开关键(7)；在手枪体的中部安装所述的射频信号切换模块(A)、强电磁辐射信号处理模块(B)、调谐接收单元(C)、数字信号处理器(D)和系统控制单元(E)；在于枪体的后部安装所述的GPS天线/GPS接收模块(G)和电子罗盘装置(H)，并安装显示窗口(4)、参数编辑键(6)和音频输出耳机插孔(5)，在手枪体的前部有天线安装接口(1)和射频输入接口(2)。上述的手枪体的后部与手枪体的中部分开，而由旋转关节装置(3)进行铰连，使手枪体后部能90°旋转，以解决测向天线的极化方向、GPS天线方向图指向、电子罗盘的传感平平以及显示窗口位置之间的矛盾。上述的射频信号切换单元(A)由四个开关SW1、SW2、SW3、SW4、一个低通滤波器(J)和一个放大器(K)组成，来自定向天线的射频信号RFin通过SW1馈至强电磁辐射信号处理模块(B)；当系统控制单元(E)判定信号太弱时，就将SW1断开而SW2接通，RF信号直接馈送至调谐接收单元(C)，此时若系统控制单元(E)仍判定信号太弱，则SW1与SW2都断开，而将SW3和SW4闭合，RF信号经低通滤波器(J)和放大器(K)馈至调谐接收单元(C)。上述的强电磁辐射处理模块(B)是一个馈入测向天线接收信号的耦合衰减器(B1)，其输出经衰减后的信号经一个信号电平检测器(B2)有效检测出来后，再经一个输出放大器(B3)放大输出，从而使手持式测向接收机获取所必须的信号电平值。上述的调谐接收单元(C)由一个电子调谐频率选择模块(C1)连接一个混频接收单元(C2)构成，从射频信号切换单元(A)来的RF信号经电子调谐频率选择模块(C1)和混频接收单元(C2)后，RF信号被变频为中频(IF)信号，随后被送至数字信号处理器(D)。上述的数字信号处理器(D)对来自强电磁辐射信号处理模块(B)及调谐接收单元(C)的基带与中频信号分别进行数字化，并进一步作时/频域分析处理，提取指是频率上信号的电平信息；所述的GPS接收机(G2)的输出信号用于标识接收机所处的地理位置，所述的GPS天线(G1)的安装位置必须保证其方向图正对天空。上述的电子罗盘(H)是一个能感知角度变化的传感器模块，用于标识天线指向与地理北极之间的夹角，其安装位置必须在使用设备时确保传感器平面与水平面基本一致；所述的信息融合处理单元(F)对来自数字信号处理器(D)、GPS接收机(G2)及电子罗盘(H)的信息进行综合处理，并获取目标信号源的位置坐标。一种测向定位方法，采用上述的具有定位功能的手持式测向设备进行测向与定位，其特征在于融合GPS的定位信息及电子罗盘的指向信息，从而实现对目标信号源的测向和定位，具体工作步骤如下(1)由VHF/UHF天线将对应频段的天线电波转换为电信号馈送给射频信号切换模块(A)；(2)系统控制单元(E)依据信号电平的大小，控制射频信号切换模块(A)将信号馈送至强电磁辐射信号处理模块(B)或调谐接收单元(C)当测向接收机处于强电磁辐射环境中时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有定位功能的手持式测向设备，由ＶＨＦ／ＵＨＦ定向无线和测向接收机组成，其特征在于：ａ．所述的ＶＨＦ／ＵＨＦ定向天线由几付工作在不同频段的测向天线组成；ｂ．所述的测向接收机为手持式测向接收机，由一个射频信号切换模块（Ａ）、一个强电磁辐射信号处理模块（Ｂ）、一个调谐接收单元（Ｃ）、一个数字信号处理器（Ｄ）、一个系统控制单元（Ｅ）、一个信息融合处理单元（Ｆ）、一个ＧＰＳ天线／ＧＰＳ接收模块（Ｇ）、一个电子罗盘（Ｈ）和一个电源管理模块（Ｉ）组成；从ＶＨＦ／ＵＨＦ定向天线来的信号，经射频信号切换模块（Ａ）切换的射频信号被送至强电磁辐射处理模块（Ｂ）或送至调谐接收单元（Ｃ），强电磁辐射处理模块（Ｂ）和调谐接收单元（Ｃ）输出的信号在数字信号处理器（Ｄ）中分别进行Ａ／Ｄ采样；其经强电磁辐射处理模块（Ｂ）处理的信号作基带低速Ａ／Ｄ采样，而经调谐接收单元（Ｃ）处理的中频信号是作宽带欠采样；Ａ／Ｄ采样后的信号，在数字信号处理器（Ｄ）中作时／频域处理，处理结果通过控制总线送至系统控制单元（Ｅ）及信息融合处理单元（Ｆ）；ＧＰＳ天线／ＧＰＳ接收模块（Ｇ）包括ＧＰＳ接收天线（Ｇ１）和ＧＰＳ接收机（Ｇ２），ＧＰＳ接收机（Ｇ２）将卫星定位信息送至信息融合处理单元（Ｆ）；电子罗盘（Ｈ）也把感测到的天线指向信息送至信息融合处理单元（Ｆ）；在信息融合处理单元中，输入的各种信息经计算并优化目标的坐标位置；最终将测向定位信息在显示器中显示出来，同时通过音频提示方式，辅助测向操作；所有功能模块及单元都在系统控制单元（Ｆ）的控制下协调工作，而由电源管理模块（Ｉ）提供工作电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑林水，陈惠民，褚人乾，孙辉，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]