[发明专利]一种借助虚拟观测和距离等效交换的单站短基线相差定位方法

权利要求书

1.一种借助异端虚拟观测和对目标距离进行等效交换的单站短基线相差定位方法，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤1、利用单站短基线相差测量法获取目标的距离和方位：

式中：r_s2为径向距离；d为阵元间的短基线长度；θ₂是目标到达角；是由相差测量所得到的短基线阵列的程差；λ为波长；Δn_i＝n_i-n_i+1是程差所包含的波长整周数差值；n_i和n_i+1是径向距离所包含的波长整周数；Δφ_i＝φ_i-φ_i+1为两阵元之间的相位差；φ_i和φ_i+1是鉴相单元所测得的相移；

步骤2、从程差定位方程出发，采用相似递推法，将基于短基线的程差测量结果拓展到长基线，并对因相似递推所引入的几何误差做修正，所得到的长基线程差表示式是：

式中：ΔR_i是对应于长基线的程差；D表示长基线的长度；θ_i是各个站点的目标到达角；Δθ_i为两探测站点之间的交会角；

步骤3、由近似测向式：

将长基线程差表示式变换为仅与角度相关的函数：

ΔR_i＝D sinθ_i-D cosθ_i·tg(0.5Δθ_i) (5)

步骤4、将基于角度测量的程差修正式代入长基线程差测距式：

并经近似简化，可得到仅基于测角的双站测距公式为：

式(6)和(7)中的r₂为长基线多站程差定位方程所测得的径向距离；

步骤5、基于单站短基线相差定位测量结果，计算虚拟观测站处的目标方位角：

由此就将一个基于角度测量的双站测距方程转化为一个借助于虚拟观测的单站定位问题；

步骤6、利用单站短基线相差测距和测向结果，由正弦定理可得到关系式：

并用以将双站测距式中所包含的交会角正切函数代换掉：

步骤7、将虚拟双站测距方程式右边分母上原本由短基线相差测量得到的目标径向距离移到方程的左侧，通过等效交换将其视为是由虚拟双站测量所获得的，同时将分子上根号内的θ₁用θ₂取代，分母上后一项忽略，再将右侧分母上的距离移项到左侧，通过等效交换后得到单站相差测距式：