[发明专利]基于相位差分的单站无源快速定位方法

摘要

本发明公开了一种基于相位差分的单站无源快速定位方法，主要解决现有技术对辐射源相关性利用不足、定位精度较低、定位时间长的问题。其实现步骤是获取基带信号，并对其进行积累，得到基带信号串；对基带信号串进行匹配滤波并对匹配滤波结果进行多倍插值，提取峰值采样复信号；对峰值采样复信号进行相位差分，估计最优调频率；利用最优调频率峰值采样复信号进行相位补偿；对补偿后的信号进行傅里叶变换，得到高精度测向结果；根据高精度测向结果，计算辐射源距离，进而得到辐射源位置。本发明将合成孔径雷达的概念应用到侦察定位方面，具有定位精度高，定位时间短的优点，可用于目标侦察和干扰源定位。

主权项

一种基于相位差分的单站无源快速定位方法，包括如下步骤：(1)侦察设备做匀速直线运动，对接收信号进行瞬时测频和测向，得到测频结果和测向结果并利用测频结果进行混频消除载频，得到基带信号ur(t)；(2)对基带信号ur(t)进行积累，得到一组积累的基带信号：ur1(t),ur2(t),…uri(t)…urn(t)，i＝1,2,3…n，其中，n表示积累脉冲总个数；(3)对积累的基带信号进行匹配滤波：(3a)在积累的基带信号中选择其中一个作为参考信号ur0(t)；(3b)将参考信号ur0(t)与所有积累脉冲信号进行卷积，得到一组卷积结果u1(t),u2(t),…ui(t)…un(t)；(4)对每个卷积结果ui(t)进行多倍插值，得到插值结果vi(t)，提取插值结果vi(t)峰值处的采样复信号uui(t)，得到峰值采样复信号矩阵：M＝[uu1(t),uu2(t),…uui(t)…uun(t)]；(5)对峰值采样复信号矩阵M进行相位差分，估计最优调频率(5a)分别提取峰值采样复信号矩阵M的前n‑m个元素和后n‑m个元素，构成峰值前矩阵M1和峰值后矩阵M2，其中，m表示峰值后矩阵M2相对峰值前矩阵M1延迟的脉冲周期个数，M1＝[uu1(t),…uui(t)…uun‑m(t)]，M2＝[uum+1(t)…uui(t)…uun(t)]，再将M1与M2共轭相乘，得到相位差分矩阵X；(5b)对相位差分矩阵X进行线性调频z变换得到相位差分频率fk，其中，线性调频z变换的起始取样点的半径长度A0取1，螺旋线的伸展率W0取1；(5c)利用相位差分频率fk和峰值后矩阵M2相对峰值前矩阵M1延迟的脉冲周期个数m，估计最优调频率μ^2=fkmTpri,]]>其中，Tpri表示辐射源脉冲重复周期；(6)根据最优调频率获得补偿后的信号矩阵Mc：(6a)利用最优调频率构建补偿信号矩阵H＝[h(η1),h(η2)…h(ηi)…h(ηn)]，其中，h(ηi)为补偿信号，ηi＝iTpri，ηi表示辐射源脉冲到达时间；(6b)将补偿信号矩阵H与峰值采样复信号矩阵M对应位置元素相乘，消除峰值采样复信号关于时间的二次相位，得到补偿后的信号矩阵：Mc＝[uu1(t)h(η1),…uui(t)h(ηi)…uun(t)h(ηn)]；(7)对补偿后的信号矩阵Mc进行傅里叶变换得到多普勒频率计算高精度的测向结果(8)利用高精度的测向结果计算辐射源和侦察设备的距离(9)结合高精度的测向结果和辐射源和侦察设备的距离得到辐射源位置。