System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 相位干涉仪测向解模糊方法、计算机设备和可读存储介质技术_技高网

相位干涉仪测向解模糊方法、计算机设备和可读存储介质技术

技术编号:41260462 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-11 09:18
本发明专利技术提供了一种相位干涉仪测向解模糊方法、计算机设备和可读存储介质,方法包括:根据干涉仪中最短基线的长度和干涉仪的有效测向范围,确定最短基线对应的相位周期倍数取值范围;构建真实相位差向量投影到目标向量上的误差向量;根据目标向量、真实相位差向量和误差向量的向量关系方程,求解能够使误差向量的模最小的相位周期倍数向量;遍历最短基线对应的相位周期倍数取值范围中的每一个取值,计算相应的相位周期倍数向量,并计算误差向量的模,将误差向量的模最小时对应的相位周期倍数向量作为输出结果。按照本发明专利技术的模型开展解模糊工作,计算量小,计算效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相位干涉仪解模糊,具体而言,涉及一种相位干涉仪测向解模糊方法、计算机设备和可读存储介质


技术介绍

1、相位干涉仪具有较高测角精度,在导航、无源探测、航天航空等军事和民用领域已得到广泛应用。相位干涉仪发展较为成熟,它利用同一远场辐射源入射电磁波到达空间上不同天线阵元路程的差异,导致各测向阵元接收到的相位不同,并且这个相位差异与电磁波束入射角度有关,测定这个相位差即可确定来波方向。干涉仪测向精度与基线长度(天线阵元的距离)、电磁波频率、入射角度有关,对于天线阵本身来讲,基线长度越长,测向精度越高,对此有大量成熟的研究。

2、干涉仪测向存在相位模糊问题,工程应用上有多种解模糊方法,如:长短基线、高低频率、单脉冲测角、测距、旋转基线、调频等等方法。其中应用最广泛的是多基线解模糊。

3、然而从公开的论文、发表的专利情况来看,已有的解模糊方法,无论是传统的逐级解模糊,还是参差基线多维搜索的方法,计算量都过大,耗用时间过长,影响测向效率。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在解模糊方法计算量过大,耗用时间过长,影响测向效率的技术问题之一。

2、为此,本专利技术第一方面提供了一种相位干涉仪测向解模糊方法。

3、本专利技术第二方面提供了一种计算机设备。

4、本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质。

5、本专利技术提供了一种相位干涉仪测向解模糊方法,包括:

6、根据干涉仪中最短基线的长度和干涉仪的有效测向范围,确定最短基线对应的相位周期倍数取值范围;其中,相位周期倍数用于代表工程测量相位差滞后或超前真实相位差大于电磁波振动一个周期的可能性;

7、将干涉仪中n个基线对应的相位周期倍数形成的列向量定义为相位周期倍数向量,将n个基线对应的真实相位差形成的列向量定义为真实相位差向量,将n个基线对应长度造成的相位落后形成的列向量定义为目标向量,构建真实相位差向量投影到目标向量上的误差向量,其中,误差向量为真实相位差向量在目标向量上的投影向量与相位周期倍数向量的差;

8、根据目标向量、真实相位差向量和误差向量的向量关系方程,求解能够使误差向量的模最小的相位周期倍数向量;其中,对所述向量关系方程进行逐级求导,当其导数为0时,误差向量的模最小,并根据最短基线对应的相位周期倍数取值和最短基线对应的真实相位差计算出相位周期倍数向量中所有元素的值;

9、遍历最短基线对应的相位周期倍数取值范围中的每一个取值,计算相应的相位周期倍数向量,并计算误差向量的模,将误差向量的模最小时对应的相位周期倍数向量作为输出结果。

10、根据本专利技术上述技术方案的一种相位干涉仪测向解模糊方法,还可以具有以下附加技术特征:

11、在上述技术方案中,所述根据干涉仪中最短基线的长度和干涉仪的有效测向范围,确定最短基线对应的相位周期倍数取值范围,包括:

12、

13、其中,traangle表示单向有效测向范围,ceil表示向上取整算法,l1表示最短基线的长度,λ表示入射信号波长,c1(max)表示最短基线对应的相位周期倍数的最大取值,则最短基线对应的相位周期倍数c1有2c1(max)+1个取值,取值为-c1(max)~c1(max)范围内的整数。

14、在上述技术方案中,所述工程测量相位差与真实相位差具有以下关系:

15、

16、其中,表示天线阵元之间真实相位差,表示工程测量相位差,c表示相位周期倍数;

17、所述真实相位差与基线长度具有以下关系:

18、

19、其中,l表示两天线之间的距离,即基线长度;θ表示入射信号与干涉仪视轴的夹角。

20、在上述技术方案中,对于n个基线,具有以下方程组:

21、

22、将该方程组转换为列向量形式,则有:

23、φ+2πc=lθ

24、其中,工程测量相位差向量相位周期倍数向量c=[c1…cn]t,入射信号与干涉仪视轴的夹角向量θ=[sinθ1…sinθn]t,l为对角矩阵:

25、在上述技术方案中,将入射信号与干涉仪视轴的夹角向量θ简化为最接近真值的sinθ,得到改写后的向量方程:

26、φ′=dsinθ

27、其中,φ′表示真实相位差向量,d表示目标向量,

28、在上述技术方案中,所述目标向量、真实相位差向量、误差向量和投影向量之间具有如下关系:

29、e=p-φ′

30、

31、则所述向量关系方程为:

32、

33、其中,e为误差向量,p为真实相位差向量在目标向量上的投影向量。

34、在上述技术方案中,所述求解能够使误差向量的模最小的相位周期倍数向量的方法包括:

35、对向量关系方程求导,当向量关系方程的导数为0时,即误差向量的模最小时,则有:

36、

37、其中,d1,……,dn-1,dn为目标向量d中的元素;

38、

39、其中,round表示取最接近的整数值,对进行逐级计算,进而计算c2、c3...cn,得到完整的相位周期倍数向量。

40、在上述技术方案中,所述目标向量、真实相位差向量、误差向量和相位周期倍数向量中的元素按照对应基线的长度从小到大排序。

41、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相位干涉仪测向解模糊方法。

42、本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序由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相位干涉仪测向解模糊方法。

43、综上所述,由于采用了上述技术特征,本专利技术的有益效果是:

44、本专利技术针对目前广泛应用的相位干涉仪,从向量的角度出发,提供了一种干涉仪测向数学模型,使得其呈现出形式简单、便于理解,并且尽量包含干涉仪系统所有测向信息的特点。在此基础上,本专利技术解释了相位模糊问题的本质在于c向量的不确定性,并通过假设误差向量的方法,得到一个新的解模糊算法。

45、本专利技术与原有的相位干涉仪测向解模糊算法相比,具有以下显著的不同点:

46、本专利技术是一种全新的看待相位干涉仪测向解模糊问题的手段,采用空间几何的方法,便于理解和推广;

47、按照本专利技术的模型开展解模糊工作,计算量小,理论上只要最小基线设计得足够小,每增加一个基线,直接计算只增加一次,而现有文献或工程应用中往往采用枚举法或者统计的方法,在基线数量增加的情况下,原有方法的计算量变得不可接受;

48、本专利技术提供的解模糊方法,通用性强,便于系统的升级改造。

49、本专利技术的附加方面和优点将本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述根据干涉仪中最短基线的长度和干涉仪的有效测向范围,确定最短基线对应的相位周期倍数取值范围,包括:

3.根据权利要求2所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述工程测量相位差与真实相位差具有以下关系:

4.根据权利要求3所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,对于n个基线,具有以下方程组:

5.根据权利要求4所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,将入射信号与干涉仪视轴的夹角向量Θ简化为最接近真值的sinθ,得到改写后的向量方程:

6.根据权利要求5所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述目标向量、真实相位差向量、误差向量和投影向量之间具有如下关系:

7.根据权利要求6所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述求解能够使误差向量的模最小的相位周期倍数向量的方法包括:

8.根据权利要求1所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述目标向量、真实相位差向量、误差向量和相位周期倍数向量中的元素按照对应基线的长度从小到大排序。

9.一种计算机设备,其特征在于,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权利要求1至8中任一项所述的相位干涉仪测向解模糊方法。

10.一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,所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8中任一项所述的相位干涉仪测向解模糊方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述根据干涉仪中最短基线的长度和干涉仪的有效测向范围,确定最短基线对应的相位周期倍数取值范围,包括:

3.根据权利要求2所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述工程测量相位差与真实相位差具有以下关系:

4.根据权利要求3所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,对于n个基线,具有以下方程组:

5.根据权利要求4所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,将入射信号与干涉仪视轴的夹角向量θ简化为最接近真值的sinθ,得到改写后的向量方程:

6.根据权利要求5所述的一种相位干涉仪测向解模糊方法,其特征在于,所述目标向量、真实相位差向量、误...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘鹏许波谢春胜卿浩博王渊肖益肖龙
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:

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