基于测向的时差定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了基于测向的时差定位方法、装置及系统，其方法包括：利用一个测向接收站和多个单通道接收站分别同时接收目标辐射源信号，并对接收信号同步打上时间戳；根据测向接收站的接收信号确定测向接收站接收的主径信号；根据测向接收站接收的主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值；根据多个时差值进行多站时差定位，得到目标辐射源的位置信息。本申请能够以很少的硬件改进费用，大幅提升了多径环境下的目标辐射源时差定位精度，且算法简单、计算量小，适用范围广、实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
基于测向的时差定位方法、装置及系统


[0001]本申请涉及雷达信号处理
，具体涉及基于测向的时差定位方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]时差定位方法是利用辐射源信号到达三个或更多个位置不同的接收站之间的时间差，协同确定辐射源的位置的一种定位方法，其原理是辐射源信号到达L(L≥3)个接收站之间存在着L
·
(L
‑
1)/2组时间差，由这L
·
(L
‑
1)/2组时间差可以绘制L
·
(L
‑
1)/2条辐射源可能位置的双曲线，L
·
(L
‑
1)/2条双曲线的交点就是辐射源的计算位置。
[0003]时差定位技术已被广泛用于目标定位系统中，在时差定位系统中，其定位精度很大程度上取决于各接收站间信号之间的时差提取的精度。现在技术中，采用高精度GPS或北斗系统，提取精度能达到20ns以内，因此在通视条件下，只要增加累积时间就能得到较高的时差测量精度。
[0004]然而当处于城市、山地等复杂环境中时，接收信号除了直达信号外还包括了经过反射的多径信号，而多径信号与直达信号是相干信号，因此会严重影响时差提取精度，从而导致定位精度下降。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种基于测向的时差定位方法、装置及系统，以克服现有技术在时差定位方法中，多径信号对直达信号造成干扰，导致定位精度不高的技术缺陷，尤其适用于城市、山地等多径环境。
[0006]根据本申请的第一方面，提供了一种基于测向的时差定位方法，包括：
[0007]利用一个测向接收站和多个单通道接收站分别同时接收目标辐射源信号，并对接收信号同步打上时间戳；
[0008]根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号；
[0009]根据所述测向接收站接收的主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值；
[0010]根据所述多个时差值进行多站时差定位，得到所述目标辐射源的位置信息。
[0011]可选的，在上述方法中，所述测向接收站的测向阵阵元数量不少于其接收信号的来波方向数量与2的和。
[0012]可选的，在上述方法中，所述根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号包括：
[0013]利用所述测向接收站对其接收信号进行相干信号测向后，对所测得的各来波方向分别进行零陷处理确定所述测向接收站接收的主径信号。
[0014]可选的，在上述方法中，所述相干信号测向采用基于空间平滑的多重信号分类法或基于信号子空间法实现。
[0015]可选的，在上述方法中，所述对其所测得的各来波方向分别进行零陷处理确定所述测向接收站接收的主径信号包括：
[0016]对所述测向接收站所测得的所有来波方向，每次挑选一个来波方向不进行零陷而将其它来波方向进行零陷，得到对应各来波方向的接收信号；
[0017]根据对应各来波方向的接收信号的幅值最大值确定所述测向接收站的主径来波方向，并根据对应主径来波方向的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号。
[0018]可选的，在上述方法中，所述根据所述主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值包括：
[0019]根据各接收信号的时间戳将所述主径信号与各个单通道接收站的接收信号进行对齐；
[0020]将所述主径信号分别与各个单通道接收站的接收信号进行滑动互相关处理，得到多条相关曲线；
[0021]对各条相关曲线取从左到右的第一个锋的最大值及其前后两点的值进行插值处理，对应各个单通道接收站确定一个时差值。
[0022]可选的，在上述方法中，所述根据所述多个时差值进行多站时差定位，得到所述目标辐射源的位置信息包括：
[0023]对所述多个时差值采用最小二乘法、Chan算法或Taylor迭代算法进行辐射源位置解算，得到所述目标辐射源的位置信息。
[0024]根据本申请的第二方面，提供了一种基于测向的时差定位装置，包括：
[0025]信号获取单元，用于利用一个测向接收站和多个单通道接收站同时分别接收目标辐射源信号，并对接收信号同步打上时间戳；
[0026]主径信号确定单元，用于根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号；
[0027]时差值确定单元，根据所述测向接收站接收的主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值；
[0028]定位单元，用于根据所述多个时差值进行多站时差定位，得到所述目标辐射源的位置信息。
[0029]可选的，在上述装置中，所述主径信号确定单元，具体用于利用所述测向接收站对其接收信号进行相干信号测向后，对所测得的各来波方向分别进行零陷处理确定所述测向接收站接收的主径信号。
[0030]根据本申请的第三方面，提供了一种基于测向的时差定位系统，所述系统包括：基于测向的时差定位装置、一个测向接收站和多个单通道接收站，所述基于测向的时差定位装置独立设置、或者设置在所述测向接收站内或者设置在其中一个单通道接收站内；
[0031]所述测向接收站和所述多个单通道接收站，用于同时分别接收目标辐射源信号，并对接收信号同步打上时间戳；
[0032]所述基于测向的时差定位装置，用于根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号；根据所述测向接收站接收的主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值；以及根据所述多个时差值进行多站时差定位，得到所述目标辐射源的位置信息。
[0033]本申请的有益效果在于，本申请利用一个具有测向功能的接收站和其他多个单通道接收站同时接收目标辐射源信号；具有测向功能的接收站对接收数据进行相干信号测向后，对所测得的各方向分别进行零陷处理得到主径信号；再利用分离出来的主径信号与其他单通道接收站收到的信号进行相关并提取时差；最后利用得到的多个时差信息进行时差定位，得到目标辐射源的真实位置。本申请的方法定位方法只需在原有的时差定位系统中的一个单通道接收设备替换为具备测向能力的多通道接收设备即可实现，因此本申请能够以很少的硬件改进费用，大幅提升了多径环境下的目标辐射源时差定位精度，且算法简单、计算量小，适用范围广、实用性强。
附图说明
[0034]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0035]图1为根据本申请的一个实施例的基于测向的时差定位方法的流程示意图；
[0036]图2为根据本申请的一个实施例的辐射源、反射点及接收站位置和信号传播的示意图；
[0037]图3为根据本申请的一个实施例的接收站0进行相干信号测向的结果图；
[0038]图4为根据本申请的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于测向的时差定位方法，其特征在于，包括：利用一个测向接收站和多个单通道接收站分别同时接收目标辐射源信号，并对接收信号同步打上时间戳；根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号；根据所述测向接收站接收的主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值；根据所述多个时差值进行多站时差定位，得到所述目标辐射源的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测向接收站的测向阵阵元数量不少于其接收信号的来波方向数量与2的和。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测向接收站的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号包括：利用所述测向接收站对其接收信号进行相干信号测向后，对所测得的各来波方向分别进行零陷处理确定所述测向接收站接收的主径信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相干信号测向采用基于空间平滑的多重信号分类法或基于信号子空间法实现。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对其所测得的各来波方向分别进行零陷处理确定所述测向接收站接收的主径信号包括：对所述测向接收站所测得的所有来波方向，每次挑选一个来波方向不进行零陷而将其它来波方向进行零陷，得到对应各来波方向的接收信号；根据对应各来波方向的接收信号的幅值最大值确定所述测向接收站的主径来波方向，并根据对应主径来波方向的接收信号确定所述测向接收站接收的主径信号。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主径信号、各个单通道接收站的接收信号以及各接收信号的时间戳，确定多个时差值包括：根据各接收信号的时间戳将所述主径信号与各个单通道接收站的接收信号进行对齐；将所述主径信号分别与各个单通道接收站的接收信号进行滑动互相关处理，得到多条相关曲线；对各条相关曲线取从左到右的第一个锋...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶云霞，陆安南，黄凯，
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：