[发明专利]位于地球表面的无线信号发射机的地理定位系统以及相关联的分布式干涉测量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对位于地球表面的至少一个无线信号发射机的地理定位系统，以及相关联的分布式干涉测量的方法。 

背景技术

使用一组装备有GPS(通过卫星的“全球定位系统”的首字母缩略词)接收机对位于地球表面上的至少一个无线信号发射机的地理定位或地理位置确定的系统是已知的。AIS“自动识别系统”程序和ORBCOM系统可以被引用作为例子。 

这种对位于地球表面的无线信号发射机的地理定位的系统经常依赖外部系统(GPS系统)。因此，在GPS系统失败、或不精确、或被其拥有者拒绝共享数据的情况下，则这种对其依赖的地理定位系统将不起作用或具有大大增加的不精确性。 

由于成形的天线基距通常不超过大约10米，因此当系统的空间段限制到单个卫星时，这种系统受限于定位的精确度。 

由于在卫星之间同步和交换数据上的困难，因此当系统分布于若干卫星时，这种系统受限于检测和跟踪能力。在地面上后验地执行定位。 

发明内容

本发明的一个目的是提供对位于地球表面的电子信号发射机的地理定位的系统，该系统独立于GPS系统，是自主的，具有增强的精确度(包括存在卫星机动)、灵活性，并且拥有扩展的干涉测量(即，其中天线基距从数米到数十千米变化)。 

根据本发明的一个方面，提供一种对位于地球表面的至少一个无线信号发射机的地理定位的系统，包括： 

卫星的集合，其装备有适用于接收所述信号、形成主扩展干涉测量设备的接收天线； 

卫星间相对度量设备，其用于确定所述卫星彼此之间的相对位置，所述卫星间相对度量设备包括用于每个卫星的至少一个专用传感器，以及卫星间通信模块； 

用于根据对所述卫星彼此之间的所述相对位置进行的所述确定来对由所述卫星间相对度量设备发出的所述接收信号进行测定的设备； 

辅干涉测量设备，其包括卫星的至少三个天线的至少一个集合； 

地面基站； 

用于将在所述卫星上获取的测量结果发射到所述地面基站的设备；以及 

用于确定所述卫星中的至少一个卫星的绝对位置的模块。 

这种系统可以用于根据卫星上搭载的计算能力来大致上实时地接入自主检测，并且当信号是谐波时的定位和/或其分析的精确度的改善得益于在这种情况下由主干涉测量设备提供的扩展的天线基距。 

本发明在射频或RF无源频带中的观测领域中特别有用，用于识别陆地发射机(例如，求救信标类型检测)。 

另外，位于给定的卫星上的辅干涉测量设备和用于确定所述卫星彼此的相对位置的卫星间度量设备的组合使用可以用以在通过主干涉测量设备的扩展天线基距来扩展定位精确度之前去除载波相位周期的模糊性。 

卫星间度量设备可以包括可能辅以光学度量设备的编队飞行射频设备或FFRF设备。使用来自卫星间度量的数据来去除对卫星定位系统(诸如GPS系统)的依赖性，并且能够利用增加的精确度来取得卫星的相对定位。还允许精确地同步陆地信号测量结果(其可以通过(例如，FFRF设备的)通信链路来进行交换)，开放自主搭载数据处理的可能性，并从而实时地定位陆地发射机。 

卫星间度量的使用还使得能够自主控制卫星编队，并且在配置方面(与地面的链路的可能的冗余，对卫星的任务和位置的重配置等)提供显著的灵活性。 

卫星间度量的使用还允许使系统适应任何类型的轨道(LEO、MEO、 GEO、HEO、IGSO)的可能性。 

在一个实施例中，所述确定所述卫星中的至少一个卫星的绝对位置的模块包括至少一个位置已知的地面发射机。 

作为变化，所述确定所述卫星中的至少一个卫星的绝对位置的模块包括卫星定位系统(诸如GPS、GALILEO或DORIS)的接收机。 

根据一个实施例，所述用于将在卫星上获取的测量结果发射到地面基站的设备包括分布在所述卫星上的至少一个天线的集合，使得一卫星最多包括所述至少一个天线中的一个。 

在一个实施例中，所述卫星的集合包括主卫星和至少一个辅卫星，所述主卫星包括所述传输设备，所述传输设备包括单个天线，并且适用于收集由所述卫星的集合发射的所述接收信号、所述相对位置和所述测定的集合，并将它们发射到所述地面基站。 

这一实施方式通过给予所述卫星中的一个卫星优先的角色，简化了到地面的数据传输，这还可以负责事先处理对测量结果的处理和预处理。在这样做时，可以简化其他卫星的架构。 

根据一个实施方式，所述系统包括用于确定在所述主卫星内布置的所述发射机的地理位置的模块。