[发明专利]一种机载单站无源定位系统对目标辐射波长的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电测量技术领域，具体涉及机载单站无源定位系统，通过应 用频率测量技术，并综合利用速度关系、多普勒频移及变化率方程实现对被测目 标辐射信号波长的准确测定。

背景技术

中国正在逐渐成为世界强国，为推进强军战略，就必须建立一支有一定威慑 作用的军事力量，而能赢得21世纪战争胜利的关键在于最快捷、最准确的获取 情报。这其中就包括发展空基情报侦察系统，尤其是远程空基情报侦察系统。远 程空基侦察仍是获取信息资源的主要手段，且不可能被卫星替代。

远程空基侦察系统所涉及的主要技术之一是机载单站无源定位方法，其具有 作用距离远、隐蔽接收、不易被对方发现等优点，对于提高探测和侦察系统在电 子战环境下的生存和作战能力具有重要作用。因其具有良好的灵活性和机动性， 故在机载探测和电子侦察领域中具有广阔的应用前景。机载单站无源定位技术由 于获取的信息量相对较少，定位难度相对较大。在现有的定位技术中，尽管测向 和测时定位法具有成本低、设备成熟和容易实现等优点，但因其定位时间长、测 量精度低等弊端，难以满足日益发展的电子战的战术需求；而相位干涉定位法系 统则设备和算法相对较为复杂。

多普勒定位技术具有测向误差小、灵敏度高和稳定性好等特点，但在现有的 基于多普勒频移测量技术的机载单站无源定位方程中，通常都包含有被测辐射源 信号的波长参数，实际上这是一个未知的参量，且至今只能是通过预先装订、近 似估计或借助于另外的测量设备得到。

已有研究已经给出了一种不需估算被测辐射源波长的机载无源定位方法。其 通过增加观测次数，以列出更多的定位方程，从而能够消去未知的波长。这种方 法仅需机载站保持均速直线飞行，并对频谱进行连续的跟踪测量，且在连续获得 三个多普勒频差测量值后，即可通过计算公式求得被测目标的距离和相对方位， 但初步的分析亦表明这种方法的测量误差较大。

除非采用附加的测频方法得到目标的中心频率，否则就需要对中心频率预先 装订或当前估计。事实上，如能精确测定出辐射源发射端的中心频率，则就能直 接从多普勒公式本身求解出径向速度，并进而求得定位所需的各个参量，于是基 于双接收通道的频差测量方式就将不再被需要。

显然，对于远距飞行侦察而言，在得不到地面测量系统直接支持的情况下， 为提高单站无源定位系统的测量精度，载机自身就必须具有准确测算或估计被测 目标辐射信号中心波长的能力。

发明内容

针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机载单站无源定位系 统对目标辐射波长(频率)的测定方法。本发明测定方法通过综合应用速度矢量 方程、多普勒频移及变化率关系，仅利用测频技术即能解算得到辐射信号的中心 频率。

本发明所提供的测定方法有助于执行远距侦察任务，但装备简陋的载机提高 定位测量精确度。亦能应用于无线电管理机构对无线信号的监测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

在机载探测站匀速移动的条件下，一方面借助于多普勒式频移变化率方程， 并利用三角函数关系，可得到在相邻测量节点之间多普勒变化率之比等于切向速 度三次方之比的等式关系，另一方面，根据多普勒频移变化率的数学定义，相邻 测量节点间的多普勒变化率之比亦能由相邻节点的实测频率差之比所确定。在此 基础上，进一步根据速度矢量关系和多普勒频移方程，将切向速度用已知的载机 飞行速度和多普勒频移置换，即能得到一个含有未知波长及待定多普勒频移的方 程式，此时，再将实测频率、多普勒频移和中心频率之间的转换关系代入，则即 能得到一个仅含有未知辐射信号中心波长(频率)的一元二次方程。

测定方法包括如下步骤：

(1)、机载单站无源探测平台沿直线作匀速运动；

(2)、将所接收的探测信号先经接收前端放大-变频后进入数字信号处理单 元，然后在同步时钟的控制下，通过定周期解算得到信号的频率值，并将检测结 果送往储存器；

(3)数据处理单元在定周期同步时钟的触发下，通过自动或人工指令的方 式，从储存器中调用最新的三个频率值测算出被测信号的波长：先按下式计算相 邻测量节点处频差的比值q：