[发明专利]一种卫星定位系统和定位方法

权利要求书

1.一种卫星定位系统，其特征在于，所述卫星定位系统包括：高轨卫星和低轨卫星；

所述高轨卫星，用于侦收待定位目标辐射源发射的上行信号，并对侦收的所述上行信号进行模拟转发；

所述低轨卫星，用于侦收待定位目标辐射源发射的上行信号以及侦收所述高轨卫星模拟转发的上行信号；对侦收的两路上行信号进行处理，计算得到待定位目标辐射源的位置信息，并将得到的待定位目标辐射源的位置信息下传给地面站；所述低轨卫星通过一个接收机对所述两路上行信号同时进行采集。

2.根据权利要求1所述的卫星定位系统，其特征在于，所述高轨卫星包括：

对地天线，用于侦收待定位目标辐射源发射的上行信号；

模拟变频单元，用于对所述上行信号进行频率变换；

功放单元，用于将变频后的所述上行信号进行放大处理；

发射天线，用于将变频后的所述上行信号模拟转发，供所述低轨卫星侦收。

3.根据权利要求1所述的卫星定位系统，其特征在于，所述低轨卫星包括：对天天线、对地天线、模拟变频单元、合路单元和星上信号处理单元；

所述对天天线，用于侦收所述高轨卫星模拟转发的上行信号，将所述高轨卫星模拟转发的上行信号发送给所述模拟变频单元；

所述对地天线，用于侦收待定位目标辐射源发射的上行信号，并将待定位目标辐射源发射的上行信号发送给所述模拟变频单元；

所述模拟变频单元，用于对所述对天天线和所述对地天线侦收的上行信号进行频率变换，将变频后的两路所述上行信号发送给所述合路单元；

所述合路单元，用于接收变频后的两路上行信号并对两路上行信号进行合路，将合路后的信号发送给所述星上信号处理单元；

所述星上信号处理单元，用于对所述合路单元合路后的信号进行处理，提取所述合路后的信号的时差和频差信息，根据所述时差和频差信息计算得到所述待定位目标辐射源的位置信息，将计算得到的所述待定位目标辐射源的位置信息通过卫星数传链路发送给地面站。

4.根据权利要求3所述的卫星定位系统，其特征在于，所述星上信号处理单元，具体通过下列公式提取所述合路后的信号的时差和频差信息：

设所述低轨卫星侦收的两路上行信号分别为：

其中s(t)为待定位目标辐射源发射的上行信号，t_d、f_d、A分别是所述低轨卫星侦收的两路上行信号x(t)、y(t)的时差、频差和相对幅度，n_x(t)和n_y(t)分别为所述低轨卫星侦收的两路上行信号x(t)、y(t)附加的零均值高斯白噪声，且互相独立；

获取所述低轨卫星侦收的两路上行信号x(t)、y(t)的互模糊函数为：

其中θ为积分时间，τ为时间变量，f为频率变量；

对所述低轨卫星侦收的两路信号x(t)和y(t)以采样频率f_s进行离散化，令t＝nθ_s，则公式(2)的离散形式为：

其中θ_s＝1/f_s为采样周期，N＝θ/θ_s为采样点数，f＝kf_s/N，τ＝mθ_s，k为频率分量的序号，m为时间分量的序号；

设|R(m,k)|的极值点为(m₀,k₀)，则所述低轨卫星侦收的两路上行信号的时差估计值为频差的估计值为