[发明专利]一种利用通用照射源的无人机无源定位系统

权利要求书

1.一种利用通用照射源的无人机无源定位系统，安装在所述无人机上，其特征在于包括：接收天线、天线伺服模块、宽频接收机、多模采集模块和数据处理模块；

天线伺服模块控制接收天线360°旋转，接收所述多个通用照射源发出的信号，并将接收到的信号送入宽频接收机，宽频接收机对信号进行滤波处理，并将滤波后的信号送入多模采集模块，多模采集模块对输入到该模块中的信号依次进行模数转换及数字下变频，再将生成的数字信号送入数据处理模块进行处理，得到无人机相对于所述多个通用照射源的位置。

2.根据权利要求1所述的一种利用通用照射源的无人机无源定位系统，其特征在于：所述多模采集模块包括采样率判别模块和宽频AD采集模块；

由宽频接收机滤波处理之后的信号送入多模采集模块中的采样率判别模块，采样率判别模块根据奈奎斯特带通采样定律和满足信噪比要求条件下的载波中心频率折叠次数确定采样率，并将采样率提供给宽频AD采集模块，宽频AD采集模块根据该采样率对所述宽频接收机滤波处理之后的信号依次进行AD采集和下变频，并根据不同照射源的频率和带宽对下变频后的信号进行区分，得到对应于每个照射源的基带数字信号，之后将生成的基带数字信号送入数据处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种利用通用照射源的无人机无源定位系统，其特征在于：所述数据处理模块包括照射源识别模块、定位解算模块和组合解算模块；照射源识别模块将每个照射源信号的固有参数和输入到数据处理模块中的基带数字信号的相应参数进行比对，从而完成对照射源的识别，并将识别结果和相应照射源的位置信息提供给定位解算模块；所述每个照射源信号的固有参数包括载波中心频率、带宽、照射源波谱形式和照射源同步信息；

定位解算模块根据所述照射源位置信息和无人机惯导数据进行载波相位测距解算，得到无人机和照射源之间的相对距离，再解算出无人机相对多个照射源的坐标位置，并将无人机的坐标位置提供给组合解算模块；

组合结算模块根据无人机惯导数据和定位解算模块提供的无人机的坐标位置信息进行组合滤波处理，得到最终的无人机位置信息。

4.根据权利要求3所述的一种利用通用照射源的无人机无源定位系统，其特征在于：定位解算模块解算出无人机相对多个照射源的坐标位置通过如下公式进行：

(X_li-X_p)²+(Y_li-Y_p)²+(Z_li-Z_p)²=L_li²

其中，X_li、Y_li、Z_li为照射源坐标，X_p、Y_p、Z_p为无人机坐标位置，L_li为无人机距照射源的距离。

5.根据权利要求3所述的一种利用通用照射源的无人机无源定位系统，其特征在于：组合结算模块根据无人机惯导数据和定位解算模块提供的无人机的坐标位置信息进行组合滤波处理具体为：

通过卡尔曼组合滤波进行组合滤波处理，卡尔曼组合滤波通过如下公式进行：

X_K+1=A_k+1X_k+W_k

Z_k+1=H_k+1X_k+1+V_k+1

其中，A_k为k时刻的状态转移矩阵，H_k为k时刻的观测矩阵，X_k为k时刻的状态变量，Z_k为k时刻的观测变量，W_k为k时刻的系统误差，V_k为k时刻的观测误差。