[发明专利]利用高频FYAS对隐形飞行器定位的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种对飞行器进行无源定位的方法。属于无源雷达的一种。

背景技术：

无源定位技术是现代军事科技发展的一个重要方向。

对目标的无源定位，因其目的不同，对定位精度的要求也不尽相同，所采取的方法也不同，对电子侦察、引导干扰机来说，定位精度要求较低，一般为5km左右，对电子战斗命令((ECB)分析、武器传感器来说，定位精度要求较高，在1km左右，而直接用于引导炸弹或炮弹时，定位精度要求最高，在0.1km左右。对目标的无源定位技术的研究具有及其重要的军事价值和民用价值，美军的精确定位系统已装备于部队，且性能逐渐得到改善和提高，在欧洲各国的机场也配备了以多普勒测量技术为基础的定位技术，而我国的装备刚开始起步，还有许多问题有待解决。

实际上，对目标的定位就是通过对目标信号截获和分析，得到信号的方向、到达时间、幅度、频率、相位等信息，利用这些信息和目标位置以及运动状态之间的关系对目标进行有效的定位。利用的外辐射源主要有调频广播、电视伴音信号、卫星信号、和移动台信号等。而从目前公开发表的资料来看，由于调频广播发射的信号波形具有很强的随机性，不存在距离模糊，因此利用调频广播信号进行无源定位的资料最多。但是，普通调频广播信号的带宽只有20kHz-40kHz之间，电视伴音信号的带宽也只有0.5MHz，信号带宽较窄，而距离分辨率取决于信号的平均带宽，因此，该信号的距离分辨率较差，且调制信号存在间歇性停顿，使得已调信号在停顿期的带宽锐减，非立体声广播信号在停顿期内只有载波没有调制信号，带宽趋于零；立体声广播信号在停顿期内调制信号为导频信号(频率为19kHz)，广播信号为正弦调制信号，此时的短时傅立叶变换表明信号的频谱是梳状谱，信号的平均带宽比非停顿期窄，此外，信号的能量较为平均，使系统的有效作用距离受到一定的限制。对于利用全电视信号对目标的定位，从目前公开发表的文献来看，并不多见；这是因为，由于全电视信号中行、场同步脉冲的存在，导致了定位的模糊。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种采用电视台发送的高频FYAS(全电视信号)作为外辐射源的利用高频FYAS对飞行器定位的方法。

本发明的目的是这样实现的：

利用电视台发送的高频全电视信号(FYAS)作为外辐射源，采用幅度切割的方法分离出场同步信号和一部分图像信号，利用其中的场同步信号对目标进行初次定位，利用分离出的图像信号开时间窗的方法解距离模糊，从而分辨出编队飞行的目标；采用时间/幅度变换的方法增加系统的作用距离。

本发明的具体步骤包括：

1、采用零陷法和带通滤波法，尽量减小噪声干扰，.取出目标反射的一个电视频道的高频全电视信号(FYAS)；

2、采用幅度切割方法，取出场同步信号和一部分图像信号；

3、由于场同步信号(脉宽为160μS)中混有行同步信号(4.7μS)和外界的大幅度的窄脉冲干扰，可设置一个门限，若采样点连续超过这一门限，采样时间取远大于4.7μS，而又小于160μS，则可判断此为场同步信号，由系统产生一个脉冲作为场同步脉冲的替代，即对场同步信号进行时间/幅度变换，然后用此脉冲与直达信号进行相关计算，得到目标反射信号与直达信号的时延，即目标的距离信息；

4、利用目标反射信号的方位角和俯仰角与上步得到的时延即可得到第一个目标的位置；

5、对于距离第一个目标之后的同一方向的48km以内的第2～n个目标，可利用分离出的图像信号与直达信号再进行相关，得到第2～n个目标的时延，再进一步利用方位角和俯仰角，得到这些目标的位置。可分3步进行：

(1)对图像信号开窗。窗的长度应小于行正程时间，即小于52μS，以免采到行消隐信号和行同步信号，，此外，还应避免采到场消隐信号和场同步信号；

(2)将得到的图像信号与直达信号作相关运算，得到时延；

(3)利用此时延和目标的方位角/俯仰角得到目标的位置。

为了克服利用调频广播信号进行无源定位的缺点，本发明采用了电视台发送的高频FYAS(全电视信号)作为外辐射源，利用其中的场同步信号作为对目标定位的依据，并利用场脉冲的时间宽度进一步加大系统的探测距离，对于定位模糊的问题，采用对图像信号开时间窗的方法，解决了此问题。定位原理如图1所示，τ表示直达信号和目标回波之间的时间差(TDOA)；α代表回波的到达角度(Direction of Arrive，简写为DOA)；而(x，y)代表目标在平面直角坐标系的坐标。由图1我们可以得到下述关系：