[发明专利]一种基于宽带信号时延检测的超短基线水下目标定位方法

权利要求书

1.一种基于宽带信号时延检测的超短基线水下目标定位方法，其特征在于目标定位方法采用应答模式进行目标定位，首先平台或船载电子设备发射询问信号，布置于水下目标上的应答器进行相应的应答，平台或船载电子设备接收应答信号，并解算出水下应答器位置；

所述的平台或船载电子设备发射询问信号是采用正负线性调频LFM组合脉冲的形式，当正线性调频LFM脉冲在前，负线性调频LFM脉冲在后时为对目标1的询问，当负线性调频LFM脉冲在前，正线性调频LFM脉冲在后时为对目标2的询问；

所述正负线性调频LFM信号脉冲不同的调制间隔产生不同类型的询问信号；

当两脉冲之间的时间间隔T_k为：

T_k＝T₀+k×Δ，其中k＝0……6(1)

式中：T_k完成不同模式的脉冲间隔调制，T₀为初始时间间隔，k代表7种不同的询问模式，Δ为调制间隔；

1)k＝0,目标1定位询问；

2)k＝1,目标1定位和姿态询问；

3)k＝2，目标1定位和深度询问；

4)k＝3,目标1定位和温度询问；

5)k＝4，目标1定位和电压询问；

6)k＝5，目标1定位和声源级增加；

7)k＝6,目标1定位和声源级减小。

2.根据权利要求1所述的基于宽带信号时延检测的超短基线水下目标定位方法，其特征在于所述的应答器检测到正负线性调频信号的次序和正负线性调频信号之间的时间间隔，判断询问的目标号、定位或遥测的具体内容，结合测量的相关传感器信息，调制发射相应的应答信号，

具体应答信号步骤是：脉冲Pw1为MFSK宽带信号，对于目标1，频率编码顺序为f_L、f_M和f_H，对于目标2，频率编码顺序为f_H、f_M和f_L，脉冲Pw2和Pw3用以遥测信息的调制；

当进行目标定位时，应答器发射定位脉冲Pw1，超短基线阵接收到应答信号后，通过平台或船载电子设备完成相对两个基元接收信号的检测，经过宽带信号常规处理、相关峰值检测、内插拟合后，完成高精度时延检测，

再按照公式(2)计算出目标位置：

其中，R为基阵到应答器的斜距，单位:m；d为基阵孔径，单位：m；τ_x和τ_y分别为应答信号到达水平、垂直方向两个基元的时差,单位：

s；c为水中声速，单位：m/s；τ为发射询问信号到接收到应答信号的延时，单位：s。

3.根据权利要求1所述的基于宽带信号时延检测的超短基线水下目标定位方法，其特征在于询问信号体制中，对目标1采用正LFM+负LFM组合脉冲信号体制，正负LFM之间的初始脉冲间隔为T₀,Δ为调制间隔，k，k＝0……6设置不同模式的调制间隔；同理，对于目标2采用负LFM+正LFM组合脉冲信号体制，不同模式的调制方法和参数与目标1相同；

应答信号体制中，对于定位工作模式1，仅发射定位脉冲Pw1；对于定位和除姿态询问以外的参数遥测遥控工作模式3～工作模式7，发射Pw1+Pw2组合脉冲,Pw2调制遥测信息；对于定位和姿态询问工作模式2，发射Pw1+Pw2+Pw3组合脉冲，其中Pw2调制横滚信息，Pw3调制纵倾信息；

将相对两组接收信号经过A/D采样、信号检测后，进行宽带相关常规处理，完成相关峰检测和内插拟合后完成高精度时延估计，带入公式(2)得到目标相对基阵的X坐标和Y坐标，从而完成目标定位；

计算出目标位置的公式(2)是：

其中，R为基阵到应答器的斜距，单位:m；d为基阵孔径，单位：m；τ_x和τ_y分别为应答信号到达水平、垂直方向两个基元的时差,单位：

s；c为水中声速，单位：m/s；τ为发射询问信号到接收到应答信号的延时，单位：s。