[发明专利]双星时差/频差联合定位的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于利用两颗卫星，通过测量地面(或海上)同一个辐射源的达到时差和到达频差信息来实现对信号精确定位的方法及装置。更具体地说，本发明是双星时差/频差联合定位方法及装置。

背景技术

随着电子干扰和反辐射导弹等雷达对抗技术的迅速发展，以雷达为代表的有源探测定位受到越来越严重的挑战。因此无源定位系统成为了军事领域目前研究关注的热点。无源定位系统是自身不发射辐射源，通过采集目标辐射信号来进行定位的一种传感器系统。由于无源定位方法具有能在自身不辐射的条件下，隐蔽地确定辐射源的位置，具有作用距离远、抗干扰能力强，隐蔽接收、不易被对方发觉的优点，对于提高系统在电子战环境下的生存能力和作战效能具有十分重要的作用，在机载电子侦察设备中具有重要的应用价值。因此无源定位技术的研究越来越受到各国的重视。

无源定位有三种基本定位体制：有三种基本定位体制：无源测向定位体制、无源测时差定位体制以及测时差测频差联合定位体制。测向交叉定位体制要求系统具有很高的测向精度，在目前工程可实现的测向精度条件下定位精度低。被动时差定位体制的定位精度高，但时差定位系统至少需要三个定位站，设备复杂。双站时差与频差联合定位体制与前两种体制相比，只需要两个定位站，具有定位精度高、设备复杂度低、成本低等优点。但双站时差与频差联合定位体制对时差和频差的测量精度要求很高，用通常的复模糊函数法计算时差和频差时计算量大，运算速度低，不能满足实时处理要求，难以工程化实现。

针对无源时差定位、无源频差定位以及时差频差联合定位的时差频差测量问题，最近又提出了一种双星时差/频差定位系统。双星定位是利用位置、姿态信息已知的两颗低轨卫星通过测量地面同一辐射源发射信号的到达时间差和达到频率差对辐射源进行定位的一种无源定位系统。由于双星时差、频差联合定位系统要求频差估计精度需达到Hz级，用通常的直接测频算法难以达到要求。

根据信号最优线性处理理论，对信号进行匹配或相关处理可以得到最优检测性能，而且利用信号的相关特性进行时差—频差联合估计，具有很高的估计精度。

若主站接收的辅站转发的辐射源信号为：

r(t)=cu(t-τ0)ei2πf0t+n(t),0≤t≤T---(1)]]>

其中：u(t)是主站接收辐射源的直达信号，n(t)是零均值白噪声，τ₀是待估计时延，f₀是待估计多谱勒频移。

根据信号最优线性处理理论，对r(t)进行匹配或相关处理可以得到最优检测性能，匹配滤波器的输出：