基于多核异构架构的星载无源定位方法及设备技术

本发明专利技术提供了一种基于多核异构架构的星载无源定位方法及设备，应用于信号处理模块，信号处理模块采用FPGA+双DSP的架构。本发明专利技术充分利用硬件优势，FPGA以流水线方式实现三路并行数据的采集、预处理以及混合积运算，而对运算过程采用双DSP的架构，以多内核并行方式进行时频差估，极大地缩短了计算时间，满足算法实现对于DSP处理能力的要求。此外，本发明专利技术通过时频差粗值估计及二阶曲面拟合来提高参数估计精度，以实现信号的高精度快速时的频差估计，计算复杂度较低，可以充分节省计算资源。本发明专利技术的硬件成本低，算法耗时短，能够满足实时处理的需求的同时提高参数估计的精度，从而更高效准确的实现无源目标定位。高效准确的实现无源目标定位。高效准确的实现无源目标定位。

【技术实现步骤摘要】
基于多核异构架构的星载无源定位方法及设备


[0001]本专利技术属于星载无源定位领域，具体涉及一种基于多核异构架构的星载无源定位方法及设备。

技术介绍

[0002]三星定位是星载无源定位的一项重要技术，该体制采用一颗主星和两颗辅星，对目标回波信号到主星和辅星的时延进行估计，三颗卫星工作时，利用截获的三路目标回波信号计算出两组时差（TDOA），结合先验信息进行目标源的位置估计。该方法采用被动截获目标信号的方式，隐蔽性强，且能有效地对目标进行高精度的定位。时差估计主要原理是利用各路源信号的相关性。其中参数估计主要采用互模糊函数算法对定位参数进行估计。
[0003]CAF（cross ambiguity function，互模糊函数）是时频差联合定位的重要方法。由于目标相对多颗空中卫星的距离和相对速度不同，接收到的回波信号之间会产生一定的时延和多普勒频移。互模糊函数可以看作时间延迟和多普勒频移二维相关，通过二维搜索互模糊函数峰来实现参数估计。
[0004]为了保证精度，传统的互模糊函数算法需要较长的数据积累，计算量较大，不利于实时处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多核异构架构的星载无源定位方法，其特征在于，应用于信号处理模块，所述信号处理模块采用FPGA+双DSP的架构，所述基于多核异构架构的星载无源定位方法包括：S100，FPGA采集三颗卫星的回波数据，并在时差搜索范围内将所述回波数据分段得到分段数据；S200，FPGA对所述分段数据依次进行预处理、混合积运算得到混合积数据，并对所述混合积数据进行截断重排；将截断重排后的混合积数据打包发送给第一片DSP；S300，所述第一片DSP将接收到的混合积数据作定点转浮点操作得到浮点数据，并通过自身的多个内核同步并行对所述浮点数据进行FFT处理得到CAF矩阵；S400，所述第一片DSP在所述CAF矩阵所形成的二维平面内通过峰值搜索确定时延的粗估计值和多普勒频移的粗估计值，并采用二阶曲面拟合确定时延的精确估计值和多普勒频移的精确估计值；将所述时延的精确估计值、所述多普勒频移的精确估计值、三颗卫星的坐标发送至第二片DSP；S500，所述第二片DSP根据所述时延的精确估计值、所述多普勒频移的精确估计值以及所述三颗卫星的坐标进行定位解算，得到目标的三维坐标，并将所述目标的三维坐标上传至上位机。2.根据权利要求1所述的基于多核异构架构的星载无源定位方法，其特征在于，S100包括：S110，FPGA将时差搜索范围按照时序分为H段得到每段搜索子范围；S120，所述FPGA采集三个卫星在所述每段搜索子范围内的回波数据得到分段数据。3.根据权利要求2所述的基于多核异构架构的星载无源定位方法，其特征在于，S200包括：S210，FPGA通过使能信号使能两路FIFO和选择器模块，使得所述两路FIFO和所述选择器模块工作，以及通过选择信号使能所述选择器模块进行输入数据选择；S220，FPGA在两路FIFO工作时，将主卫星的分段数据缓存至第一路FIFO，以及在所述选择信号与所述使能信号共同作用下，将剩余两颗辅卫星的分段数据缓存至第二路FIFO；S230，在所述两路FIFO中选择重叠数据，并将所述重叠数据划分为M段得到M段子数据；S240，在所述子数据中选择多个处理点，并在每个处理点处对所述子数据进行混合积处理得到混合积处理结果；S250，对所述混合积处理结果进行截断重排，并将截断重排后的结果打包得到打包后的数据；S260，将所述打包后的数据以及三颗卫星的坐标发送给第一片DSP。4.根据权利要求3所述的基于多核异构架构的星载无源定位方法，其特征在于，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国尧，董千慧，万相宏，冯浩轩，程元昊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：