[发明专利]一种基于互功率谱的时差计算方法

说明书

本发明公开一种基于互功率谱的时差计算方法，该方法具体步骤为：多个接收站接收射频信号，通过微波中继将射频信号实时转发、汇总到主站的接收处理分机。多个射频信号在主站的接收处理分机中同步经过下变频后，进入采集处理模块进行采样。采集处理模块将多站采样数据分别发送到滤波器和信号处理FPGA；在信号处理FPGA中开辟延时线，实时流水缓存时间窗内的多站采样数据。滤波器对多站采样数据分别并行检测后，开窗引导延时线上的流水采样数据实时计算多站采样数据的互功率谱，多站采样数据的互功率谱并同步乘以各自的修正加权因子，得到多路数据中的同一个脉冲信号的时差。通过本发明，提高了多站单脉冲信号的时差计算、定位精度。

技术领域

本发明涉及信号时差计算领域，具体涉及一种基于互功率谱的时差计算方法。

背景技术

随着现代武器系统的发展，电子战在现代战争中的地位日益提高。现代高科技条件下的战争，是海、陆、空、天、电磁等多个领域中的一体化立体战争。迅速而准确地确定空间目标的位置，是军用警戒探测系统的一项基本任务。被动警戒探测系统本身不辐射电磁波，利用目标辐射的电磁波信号进行目标探测和定位，具有隐蔽性好、不易被敌发现的特点，这对于避免受到反辐射导弹武器攻击，保证探测系统设备和操作人员安全，提高警戒探测系统在未来战争中的生存能力具有重要意义。

被动探测系统通过对目标如飞机、舰船等携带的电子信息装备产生的辐射信号的接收和处理，提取目标的距离、方位、航迹等信息，由于它基于目标辐射电磁波信号的单程传播进行目标探测，因此具有作用距离远、在电子战环境下不易受到干扰等特点。在越来越强调军事电子系统隐蔽攻击和硬杀伤功能的趋势下，被动目标探测手段在军用警戒探测系统中占据着越来越重要的地位。被动探测系统在现代高技术战争中具有重要的作用。随着新型被动探测定位系统技术的发展，如何实现对目标更准确的跟踪定位，使被动探测定位系统发挥更大的作战使用效能，是一个值得深入探讨的课题。

在二维平面内，辐射源信号到达两测量基站的时间差绘制了一对以两站为焦点的双曲线。如果利用三个测量基站形成两条曲线，则可以得到两对双曲线的两个交点，再利用其他辅助信息去除定位模糊，就可以确定辐射源的位置。辐射源信号到达两测量基站的时间差规定了一对以两站为焦点的双曲面，若要确定三维空间的任一辐射源，则至少需要四个站形成三个单边双曲面来产生交点，以确定辐射源的位置。

目前在时差定位系统中，主要采用无源定位方法特别是无源时差定位方法测量信号之间到达的时间差来确定飞机的位置，进而探测、跟踪和定位目标。无源时差定位方法除了作用距离远、隐蔽性能好和具有一定的定位精度等优点外，它不与目标辐射信号的频率直接相关、受目标辐射的具体形式影响小。但这种时差定位方法计算的初始估计误差较大、实时性要求较高，对“低”目标无源定位性能差，多站时差定位的精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于互功率谱的时差计算方法，解决现有技术计算测量信号之间到达的时间差时，初始估计误差较大、实时性要求较高，对“低”目标无源定位性能差，多站时差定位的精度低的问题。

一种基于互功率谱的时差计算方法，包括以下步骤：

1)多个接收站接收射频信号，通过微波中继将射频信号实时转发、汇总到主站的接收处理分机；

2)多个射频信号在主站接收处理分机中同步经过下变频后，进入采集处理模块，在时间窗内进行采样转换，得到多站采样数据；

3)采集处理模块将多站采样数据分别发送到滤波器和信号处FPGA；滤波器对多站采样数据分别并行检测；在信号处理FPGA中开辟延时线，实时流水缓存时间窗内的多站采样数据；

4)多站采样数据分别并行检测后，开窗引导延时线上的流水采样数据，实时计算多站采样数据的互功率谱；

5)多站采样数据的互功率谱同步乘以各自的修正加权因子，得到多站采样数据中的同一个脉冲信号的时差。