[发明专利]实现无源雷达的地图绘制方法

说明书

本发明涉及实现在无源模式中操作的雷达的地图绘制方法。可使用这样的雷达来定位能够反射由位置已知的发射机发出的电磁波的物体。

图1简要地解释定位的原理。雷达1接收直接来源于发射机2的第一辐射以及同样来自发射机2但被物体3反射的第二辐射，物体3的位置希望被确定。定义第一辐射所经过的距离d。雷达1的位置和发射机的位置是已知的，因此距离d是已知的。还定义隔开发射机2和物体3的距离d1以及隔开物体3和雷达1的距离d2。

接收这两个辐射的雷达1可定义在第一辐射所经过的距离d和第二辐射所经过的距离d1+d2之间的距离偏差r。换句话说：

r＝d1+d2-d    (1)

或者还有：

d+r＝d1+d2    (2)

在方程(2)中d+r是已知的，物体的位置位于方程(2)的椭圆4上，椭圆4的焦点是雷达1和发射机2。椭圆4位于通过雷达1、发射机2和物体3的平面中。更一般地，只知道雷达1和发射机2的位置，物体位于在雷达1和发射机2通过的轴周围的回转椭面上。

从不同位置的多个发射机出发，可定义物体所位于的多个椭面。物体的位置将由不同椭面的公共交叉部分定义。

可能有时发射机存在，但没有一个发射机位置是已知的。前面所述的定位原理则是不可利用的。也可能位置已知的发射机在数量上被限制，这减小了在物体的定位中的精确度。

发射机的位置的未知通常伴随着地形、尤其是被地面反射的电磁场的未知。

可建立关于给定发射机的电磁场的地图。例如在无线电广播中，这样的地图允许知道发射机能及的范围和未被发射机覆盖的可能的阴影区域。可通过在整个区域上移动接收机并在每个点上测量从发射机接收的辐射来实现这种地图绘制。该方法很笨拙，因为它强制性地规定在区域的整个表面上物理地移动。

本发明目的在于通过提出实现固定无源雷达的地图绘制方法并利用运动反射物体例如飞过将被绘制地图的区域的飞机来暂时减轻在上面提到的问题的全部或部分。

为此，本发明目的是实现无源雷达和能够反射从适当发射机接收的辐射的至少一个运动物体的地图绘制方法，其特征在于该方法包括下述操作：

●在雷达的距离多普勒矩阵中确定与直接从发射机接收的辐射和被运动物体反射的辐射之间的偏差相关的点，

●在待建立的地图上报告定位被地面发射或反射的电磁场的奇点的可能区域，

●叠交在运动物体的移动期间得到的多个可能区域，以便获得奇点的定位。

在电磁场的奇点中，可定位适当发射机，其信号直接地或在反射之后被接收。还可定位被地面反射的电磁波的所有变化，以建立位于无源雷达附近并被运动物体例如飞机飞过的区域的完整的地图绘制。

使用运动物体的事实允许只保留被运动物体本身反射的辐射，同时消除只被地面反射尽管来源于所研究的适当发射机的辐射。该方法允许考虑同时被地面和运动物体反射的辐射，这允许绘制待建立的地图的一个区域的电磁场的变化，该区域位于极接近运动物体处。通过电磁场的奇点，可听到来自适当发射机的发射或辐射的任何源和该源的任何反射。来自源的直接发射和在地面的特征点上的直接发射的反射以与无源雷达相同的方式表现。交叉通过定位奇点的多个可能区域，得到相对于无源雷达的运动物体的地图。直接发射和所反射的发射以相同的方法在地图上呈现。可将其与为绘制地图保留的频谱中的发光点进行比较。此外，这样得到的地图可通过对比度的变化显现所接收的不同发射的水平，这允许直观化电磁场在位置和水平(niveau)上的变化。

根据本发明的地图绘制方法可在知道或不知道适当发射机的位置的情况下实现。在不知道这些位置的情况下，必须知道运动物体的位置。如果这些物体是例如航线班机，则可通过使用允许自动监视飞机的发射系统来知道其位置，该系统在英语中以广播式自动相关监视ADS-B的名称被公知。通过这个系统，飞机一直广播其位置。很多其它系统允许知道运动物体例如有源雷达、激光雷达或利用从适当发射机知道的位置的无源雷达的位置。

根据本发明的方法可被实时地实现，即，通过同时接收在距离多普勒矩阵中使用的辐射以及一个或多个运动物体的已知位置。还可记录无源雷达所接收的辐射，并使其与运动物体的轨迹的记录叠交，这些记录例如通过GPS系统、惯性中心或任何其它定位方式在运动物体上得到，这些记录以后被取回。于是在精确的时刻知道运动物体的位置和无源雷达所执行的辐射测量就足够了，该方法的实现可以不同。

在阅读作为例子给出的实施方式的详细描述时，本发明将被更好地理解且其它优点将明显，该描述由附图示出，在附图中：