[发明专利]基于感知接入模式的全空域测控系统

权利要求书

1.一种基于感知接入模式的全空域测控系统，包括：阵列天线及射频分系统、信号检测识别分系统、基带分系统和监控分系统，其特征在于：阵列天线及射频分系统通过天线子系统、波控子系统和DBF子系统完成信号滤波、放大、AD/DA转换、变频及波束形成，形成搜索波束，完成空天目标信号不间断全空域搜索，形成全空域无缝覆盖，将波束合成后的信号送至信号检测识别分系统和基带分系统；信号检测识别分系统完成空天动态目标信号的检测，将信号检测结果上报至监控分系统；监控分系统监控各分系统的状态信息，协同各整机工作，依据信号检测识别分系统上报的检测结果及波控子系统提供的状态信息，实现全空域多目标快速定位，下发波束分配指令给波控子系统，通过波控子系统下发波控参数到DBF子系统，控制天线及射频分系统形成扫描波束、识别波束、跟踪波束；信号检测识别分系统完成测控/数传信号调制方式、频点、扩频码序列、符号速率和编码方式的参数估计，上报监控分系统，监控分系统将信号检测识别分系统上报的信号参数下发至基带分系统；基带分系统加载工作参数，基于DBF子系统输送的数字中频信号完成空天目标信号的解调，以解调码流的方式送入信号识别检测分系统；监控分系统根据基带分系统上报的测控数据，对合法用户分配业务资源，基于感知接入模式，多信道协作实时感知频谱信息，进行测控服务，实现全空域多目标感知接入测控系统；

监控分系统根据预先存储的全空域波束搜索图案，调用搜索波束资源，向波控子系统发送波束空域搜索指令，基于全空域波束搜索图案，定期向波控子系统发送搜索波束指向命令，波控子系统基于波束空域搜索指令，启动搜索波束，根据搜索波束指向命令，定时计算搜索波束DBF权值，并发送至DBF子系统；

DBF子系统利用波控子系统下发的搜索波束DBF权值，合成搜索波束，并将合成后的信号发送给信号检测识别分系统；信号检测识别分系统接收合成后的信号，首先进行信号检测，判断是否有发现目标，若检测到目标，生成包括目标有无、信号电平，以及波束位置信息的发现目标标识，并发送至监控分系统，若未检测到目标，则持续进行信号检测；

监控分系统基于信号电平、波束位置信息特征量，判断是否为待识别的新接入目标信号，若为接入新目标，则调用识别波束资源，基于波束位置信息，向波控子系统发送识别波束指向命令，若为已识别目标，则不做任何操作，然后判断是否有波束资源剩余，否则显示资源不足警告，是则根据当前波位，发送识别波束指向命令，波控子系统基于识别波束指向命令，生成识别波束的DBF权值，合成识别波束，并将合成后的信号一路发送给信号检测识别分系统；

监控分系统根据判断得到有波束资源剩余后，向信号检测识别分系统发送开始识别指令，信号检测识别分系统接收监控分系统下发的开始识别指令，对识别波束信号进行体制分类及特征参数估计；

监控分系统按照跟踪图案，定时计算跟踪波束指向，向波控子系统发送跟踪波束指向命令，波控子系统基于跟踪波束指向命令生成跟踪波束的DBF权值，DBF子系统合成跟踪波束，将合成后的信号发送给信号检测识别分系统，检测跟踪波束信号电平，并将跟踪波束信号电平发送给监控分系统，基于跟踪算法计算识别波束指向，然后，判断是否更新识别波束指向，是则，发送识别波束指向指令，更新波控子系统识别波束指向，指令DBF子系统合成跟踪波束，否则判断识别是否完成，是则，退出跟踪，释放当前的跟踪波束和识别波束，否则，继续按照跟踪图案，发送跟踪波束指向指令；

监控分系统以全空域检测阶段对目标方位角、俯仰角的估计结果作为跟踪初始值，发起跟踪流程；根据目标方向计算跟踪波位指向和跟踪初始值，将跟踪波束的指向(0°,84°)、(120°,84°)和(240°,84°)波位旋转到以目标为中心的方向，调用跟踪波束先后指向各跟踪波位并分别进行采样，向波控子系统发送跟踪波束指向命令，控制跟踪波束对准设计方向，并将完成的采样数据送到基带分系统；信号检测识别分系统利用各跟踪波位数据进行并行检测：根据采集数据完成并行检测，将检测结果发送到监控分系统，根据检测量的大小判断目标运动方向，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为大、大、小，则判定目标往天顶方向运动，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为大、小、小，则判定目标往往与天顶方向顺时针夹角60度方向运动，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为大、小、大，则判定目标往往与天顶方向顺时针夹角120度方向运动，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为小、小、大，则判定目标往往与天顶方向顺时针夹角180度方向运动，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为小、大、大，则判定目标往与天顶方向顺时针夹角240度方向运动，若波位1、波位2和波位3对应的检测量大小关系为小、大、小，则判定目标往与天顶方向顺时针夹角300度方向运动，监控分系统计算目标运动的最大步进：

用目标运动的最大步进和目标运动方向计算目标方位角俯仰角，在对目标的方位角和俯仰角进行更新之后，实现对目标的实时跟踪，式中，μ为开普勒常数，r为地球半径，为俯仰角，h为轨道高度，τ为数据采集和处理时间；

检测识别分系统对识别波束信号进行体制分类及特征参数识别，判断识别是否完成，是则，监控分系统获取识别结果，基于识别结果装订基带信号工作参数，向基带分系统下发任务参数宏；基带分系统配置任务参数，完成识别波束信号的接收解调，获取目标下发的测控数据并上传至监控分系统；监控分系统接收测控数据，对获取目标标识号进行身份认证，判断是否是合法目标，若为合法目标，则调用业务波束资源，向波控子系统发送业务波束指向命令，同时向波控子系统发送释放识别波束及释放跟踪波束指令，若为非法目标，则直接向波控子系统发送释放识别波束及释放跟踪波束指令，波控子系统释放识别波束和跟踪波束。