一种单星通道复用的测向定位方法技术

本发明专利技术提供了一种单星通道复用的测向定位方法

【技术实现步骤摘要】
一种单星通道复用的测向定位方法、设备和可读存储介质


[0001]本专利技术涉及信号处理
，具体而言，涉及一种单星通道复用的测向定位方法
。

技术介绍

[0002]单星测向定位是利用入射信号相位差信息计算出目标信号相对于两条基线
(X
维度与
Y
维度
)
的夹角
90
‑
β
x
和
90
‑
β
y
，并结合卫星平台的位置
、
姿态以及速度信息完成定位运算，如图1所示
。
单星测向定位的体制主要包括多波束比幅测向
、
干涉仪测向
。
多波束比幅测向定位是利用对分布于空域内多个同时存在的窄波束中相邻的2个或3个窄波束所接收到的信号幅度进行比较，从而确定信号到达角度
。
这种方法对天线波束宽度
、
增益要求较高，通常需要采用阵面形式才能形成满足要求的高增益窄波束，而阵面需要很大的体积
、
重量和尺寸需求，对于单星载荷而言代价较大
。
多基线干涉仪测向定位是利用测量位于不同波前的天线接收信号的相位差，经过信号处理来获取来波方向，多个基线用于解相位模糊
。
这种方法在大入射角情况下测向误差较大，在低频段所需的基线长度较长
、
灵敏度较低，难以满足单星干涉仪需求
。
[0003]还有一些单星测向定位方法中，利用3个单元天线比幅测向的结果来解一维线阵干涉仪测向的相位差模糊
。
该一维线阵干涉仪由4个单元天线
A0、A1、A2、A3
构成3条基线，可在其法向
±
45
°
角度范围内对8‑
18GHz
的信号实施精确测向
。
每个单元天线在
8GHz
时
3dB
波束宽度为
±
60
°
，在
18GHz
时
3dB
波束宽度为
±
45
°
。
于是最终的“比幅
+
干涉仪”测向的单元天线布置形式如图2所示
。
图2中2个单元天线
A4
和
A5
的轴线分别向左和向右旋转
45
°
，并在干涉仪天线阵中选择
A2
一起完成3天线比幅测向功能
。
在此设计方案中比幅测向与干涉仪测向中有1个单元天线共用，所以整个“比幅
+
干涉仪”测向由位于同一条直线上的6个一样的单元天线实现，这样也有利于提升整个测向系统的维修保障性
。
但此方案为单天线检测通道，系统灵敏度较低，无法满足单星信号接收要求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在单星测向定位技术体制在应用中受系统灵敏度及测向解模糊等性能要求还有载荷的体积尺寸等方面限制，各种方式的应用范围不够广泛的技术问题之一
。
[0005]为此，本专利技术第一方面提供了一种单星通道复用的测向定位方法
。
[0006]本专利技术第二方面提供了一种计算机设备
。
[0007]本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质
。
[0008]本专利技术提出的单星通道复用的测向定位方法，包括：
[0009]确定干涉仪基线，排布天线阵列；
[0010]根据“干涉仪覆盖空域与多
DBF
比幅波束覆盖空域一致
、DBF
比幅精度优于无模糊视场的一半”原则，设计
DBF
解模糊波束的波束宽度和数量；
[0011]对所有天线接收到的信号进行
DBF
处理；
[0012]利用
DBF
比幅波束进行信号检测
、
参数测量；
[0013]根据测量得到的参数引导干涉仪通道完成干涉仪的相位测量；
[0014]利用
DBF
比幅波束测得的来波方向解干涉仪测向的相位差模糊，完成测向；
[0015]根据测向结果完成目标定位解算
。
[0016]根据本专利技术上述技术方案的单星通道复用的测向定位方法，还可以具有以下附加技术特征：
[0017]在上述技术方案中，所述确定干涉仪基线，排布天线阵列，包括；
[0018]利用相距最远的两个天线构成干涉仪基线；
[0019]天线阵列中各天线等间距依次排列
。
[0020]在上述技术方案中，所述对所有天线接收到的信号进行
DBF
处理包括：
[0021]将每个天线接收到的信号通过射频前端进行滤波放大和下变频；
[0022]对完成了滤波放大和下变频的信号进行
AD
转换
。
[0023]在上述技术方案中，所述利用
DBF
比幅波束进行信号检测
、
参数测量包括：
[0024]使
DBF
波束的指向按照
DBF
波束的波束宽度间隔，覆盖干涉仪天线主波束的覆盖范围；
[0025]利用
DBF
波束进行比幅测向
。
[0026]在上述技术方案中，所述利用
DBF
比幅波束测得的来波方向解干涉仪测向的相位差模糊包括：
[0027]确认干涉仪的相位所在的无模糊视场
。
[0028]在上述技术方案中，所述干涉仪覆盖空域与多
DBF
比幅波束覆盖空域一致包括：
[0029]按照
DBF
比幅波束
3dB
重叠原则，同时形成多个比幅波束，使之与干涉仪波束覆盖范围一致
。
[0030]在上述技术方案中，所述
DBF
比幅精度优于无模糊视场的一半包括：
[0031]DBF
比幅测向的精度和测量误差之和小于无模糊视场的一半
。
[0032]在上述技术方案中，当干涉仪相位差为
180
°
时，无模糊视场的计算方法如下：
[0033][0034]其中，
θ
U
为无模糊视场，
λ
为入射波长，
d
为天线尺寸
。
[0035]本专利技术还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如上述技术方案中任一项所述的单星通道复用的测向定位方法
。
[0036]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单星通道复用的测向定位方法，其特征在于，包括：确定干涉仪基线，排布天线阵列；根据“干涉仪覆盖空域与多
DBF
比幅波束覆盖空域一致
、DBF
比幅精度优于无模糊视场的一半”原则，设计
DBF
解模糊波束的波束宽度和数量；对所有天线接收到的信号进行
DBF
处理；利用
DBF
比幅波束进行信号检测
、
参数测量；根据测量得到的参数引导干涉仪通道完成干涉仪的相位测量；利用
DBF
比幅波束测得的来波方向解干涉仪测向的相位差模糊，完成测向；根据测向结果完成目标定位解算
。2.
根据权利要求1所述的单星通道复用的测向定位方法，其特征在于，所述确定干涉仪基线，排布天线阵列，包括；利用相距最远的两个天线构成干涉仪基线；天线阵列中各天线等间距依次排列
。3.
根据权利要求2所述的单星通道复用的测向定位方法，其特征在于，所述对所有天线接收到的信号进行
DBF
处理包括：将每个天线接收到的信号通过射频前端进行滤波放大和下变频；对完成了滤波放大和下变频的信号进行
AD
转换
。4.
根据权利要求3所述的单星通道复用的测向定位方法，其特征在于，所述利用
DBF
比幅波束进行信号检测
、
参数测量包括：使
DBF
波束的指向按照
DBF
波束的波束宽度间隔，覆盖干涉仪天线主波束的覆盖范围；利用
DBF
波束进行比幅测向
。5.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明扬，周彬，罗李焱，刘枫，李涛，孙洪波，王磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：