一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法、系统及介质，包括：抄收设备对地面询问机所辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位；以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问

【技术实现步骤摘要】
一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及二次雷达定位
，具体涉及一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]基于询问
‑
应答体制的二次雷达目前在民航、军用等领域广泛应用，其一般具备的特征为地面固定询问机周期性扫描空域内的机载应答机，并基于周期性询问
‑
应答实现身份识别或信息确认。非协作抄收设备如何能快速、准确、隐蔽的实现对二次雷达询问和应答目标定位是当前研究的一个重要方向。
[0003]目前，针对二次雷达体制询问机、应答机的定位技术种类繁多，但多数存在定位技术局限性较大的缺点。如基于多站点时差或多站测向定位技术要求多套设备协同，且存在布站要求；基于主动询问的有源定位无法实现电磁寂静；基于ADS
‑
B信息或高度信息的定位要求已知先验信息，且该先验信息实际环境下难以获取；机动观测平台基于测向交叉的跟踪定位只能针对地面固定目标；机动观测平台针对运动目标的跟踪定位需要观测平台相对运动目标做特定机动，且定位成功率很低。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法、系统及介质，基于无源测向、询问
‑
应答配对等技术，实现运动观测平台对二次雷达询问机和应答机的单站无源定位。本专利技术基于较少的设备开销、尽量少的技术约束实现对空域内二次雷达体制固定询问机和机载应答机的无源定位，解决了二次雷达信号无源定位技术难题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，该定位方法包括：加装于机载平台的抄收设备对地面询问机所辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位；其中，抄收设备作为侦察站；
[0007]以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问
‑
应答配对及询问
‑
应答时差提取法实现机载应答机的瞬时定位；
[0008]以多个已定位地面询问机轮流作为基准，通过多个询问
‑
应答周期进行定位精度迭代收敛，达到预设定位精度(即理想定位精度)；
[0009]重复上述过程最终实现对抄收设备作用威力范围内地面询问机和机载应答机的无源定位。
[0010]进一步地，加装于机载平台的抄收设备对地面询问机所辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，包括：
[0011]通过高精度干涉仪测对实现对地面询问机产生的询问信号进行持续侦察和测向；
[0012]通过指纹特征提取技术对询问信号进行分选，分选出不同询问目标；以及
[0013]对分选出的不同询问目标进行持续跟踪。
[0014]进一步地，基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位，包括：
[0015]当两个抄收设备对同一辐射源所辐射电磁波信号进行无源测向，解算出辐射源相对两个抄收设备的方位角，再利用预设的两台抄收设备间方位距离，解算三角函数，计算出辐射源相对抄收设备的坐标，实现对地面询问机的测向交叉定位；
[0016]当单个抄收设备对固定辐射源进行测向交叉定位时，抄收设备处于运动状态，并在运动过程中对固定辐射源进行持续跟踪测向，当运动距离足够，抄收设备测向方位变化满足定位解算门限时，即能够实现对地面询问机固定辐射源的测向交叉定位。
[0017]以上技术方案，当测向方位角变化足够大时，根据测向交叉算法可实现地面询问机无源定位，并在持续跟踪过程方位角变化越大，则定位精度越高，达到收敛定位精度的目的。
[0018]进一步地，以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问
‑
应答配对及询问
‑
应答时差提取法实现机载应答机的瞬时定位，包括：
[0019]以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号；
[0020]并对询问和应答信号配对，对询问和应答的时间差和机载应答机的方位角参数进行提取；
[0021]基于询问应答配对算法完成多个机载应答机的应答信号定位。
[0022]进一步地，抄收设备装备机载平台，且天线接收波束较宽能够同时覆盖地面询问机和机载应答机。比如，天线的水平接收波束宽度60
°
，天线的俯仰接收波束宽度20
°
。
[0023]进一步地，对询问和应答信号配对，及对时差和方位角参数进行提取，包括：
[0024]按照目标对地面询问机的询问信号进行分类记录；
[0025]按照目标对机载应答机的应答信号进行分类记录；
[0026]询问和应答信号单个目标应答信号与单个目标询问信号进行时间相关配对，且在预设3～5ms为周期的时间内，其地面询问机和机载应答机位置关系可近似不变，且其询问和应答信号间时间差近似不变；
[0027]完成询问和应答信号配对成功后，提取询问和应答的时间差T和机载应答机的方位角θ。
[0028]进一步地，基于询问应答配对算法完成多个机载应答机的应答信号定位，包括：
[0029]根据第一地面询问机位置、机载应答机的方位角、询问和应答的时间差T和抄收设备位置，解算与第一地面询问机配对的机载应答机位置；
[0030]采用间距计算公式，多次求解机载应答机位置，基于卡尔曼滤波算法，实现机载应答机位置精度收敛满足设备定位要求；间距计算公式为：
[0031]R3＝c(t3
‑
t2
‑
t
f
)
‑
R1
‑
R2
[0032]式中，R3为地面询问机和机载应答机的间距，R1为抄收设备和地面询问机的间距，R2为抄收设备和机载应答机的间距；c为光速；t
f
为航管信号应答延时；t2为抄收设备接收地面询问机的询问信号时间；t3为抄收设备接收机载应答机的应答信号时间；
[0033]基于相同流程实现其它机载应答机单站定位。
[0034]第二方面，本专利技术又提供了一种针对二次雷达目标的单站无源定位系统，该系统支持所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法；该系统包括：
[0035]基于测向交叉的单站定位单元，用于加装于机载平台的抄收设备对地面询问机所
辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位；
[0036]基于询问应答配对的单站定位单元，用于以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问
‑
应答配对及询问
‑
应答时差提取法实现机载应答机的瞬时定位；
[0037]定位精度迭代收敛单元，用于以多个已定位地面询问机轮流作为基准，通过多个询问
‑
应答周期进行定位精度迭代收敛，达到预设定位精度(即理想定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，该定位方法包括：加装于机载平台的抄收设备对地面询问机所辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位；以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问
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应答配对及询问
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应答时差提取法实现机载应答机的瞬时定位；以多个已定位地面询问机轮流作为基准，通过多个询问
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应答周期进行定位精度迭代收敛，达到预设定位精度；重复上述过程最终实现对抄收设备作用威力范围内地面询问机和机载应答机的无源定位。2.根据权利要求1所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，所述加装于机载平台的抄收设备对地面询问机所辐射的询问信号进行持续测向及跟踪，包括：通过高精度干涉仪测对实现对地面询问机产生的询问信号进行持续侦察和测向；通过指纹特征提取技术对所述询问信号进行分选，分选出不同询问目标；以及对分选出的不同询问目标进行持续跟踪。3.根据权利要求1所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，所述基于跟踪测向法完成对地面询问机的无源定位，包括：当两个抄收设备对同一辐射源所辐射电磁波信号进行无源测向，解算出辐射源相对两个抄收设备的方位角，再利用预设的两台抄收设备间方位距离，解算三角函数，计算出辐射源相对抄收设备的坐标，实现对地面询问机的测向交叉定位；当单个抄收设备对固定辐射源进行测向交叉定位时，抄收设备处于运动状态，并在运动过程中对固定辐射源进行持续跟踪测向，当运动距离足够，抄收设备测向方位变化满足定位解算门限时，即能够实现对地面询问机固定辐射源的测向交叉定位。4.根据权利要求1所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，所述以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号，并基于询问
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应答配对及询问
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应答时差提取法实现机载应答机的瞬时定位，包括：以已完成定位的地面询问机作为基准，抄收设备同时侦收询问和应答信号；并对所述询问和应答信号配对，对询问和应答的时间差和机载应答机的方位角参数进行提取；基于询问应答配对算法完成多个机载应答机的应答信号定位。5.根据权利要求4所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，所述抄收设备装备机载平台，且天线接收波束的宽度能够同时覆盖地面询问机和机载应答机。6.根据权利要求4所述的一种针对二次雷达目标的单站无源定位方法，其特征在于，对所述询问和应答信号配对，及对时差和方位角参数进行提取，包括：按照目标对地面询问机的询问信号进行分类记录；按照目标对机载应答机的应答信...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄体智，程旗，汪小林，颜伏虎，朱弋，朱润涛，付俊森，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：