[发明专利]基于天线周期扫描时间差无源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及时间差定位方法。

背景技术

无源雷达在应用中具有隐蔽性好，探测隐身和低空目标能力较强的优点，但由于其无源特性导致无法对静默目标有效定位，同时也带来了测量精度的问题。一般研究的无源定位方法有基于到达时间法和测向线交叉定位法。基于到达时间法中虽然对到达时间的精确测量能够反映目标径向距离的变化，但是该方法存在着速度慢、精度低的弊端达时间；测向线交叉定位法则要求观测平台有一定的机动飞行，这为该技术的应用带来诸多的不便，此外，跟踪收敛速度慢、精度低也是该方法的严重缺点。

雷达天线扫描周期是一项重要的雷达技术参数，天线扫描的测量方法较为简单，过去一般通过测量相邻两次雷达照射的时间差来确定天线扫描周期。当目标相对观测平台进行有一定规则的运动时，时间间隔将产生相应的规则变化，因此通过天线周期扫描的时间差可求得雷达状态信息，但目前利用此项方法进行定位的研究比较少见。

发明内容

本发明是为了解决目前采用的无源定位方法中存在跟踪收敛速度慢、精度低以及需要一定机动的问题，而提出的基于天线周期扫描时间差无源定位方法。

基于天线周期扫描时间差无源定位方法按以下步骤实现：

步骤一：建立坐标系并得到各坐标系间的转换关系；

建立观测平台坐标系，以观测平台第一次接收到目标信号时的运动方向为y轴方向，垂直y轴为x轴，y轴正方向右侧为x轴正方向；

建立目标坐标系，所述目标坐标系分为等效目标抖动模型坐标系和等效目标单向偏移模型坐标系；将观测平台的抖动和单向偏移等效到目标上，取观测平台第一次接收到目标信号时等效的目标运动方向为y'轴方向，垂直y'轴为x'轴，y'轴正方向右侧为x'轴正方向；设目标与观测平台在同一平面，目标雷达天线进行周期为T的圆周扫描，观测平台状态(x_i,v_x'i,y_i,v_y'i)^T已知，所述x_i为目标坐标系中第i时刻观测平台的x'方向坐标，y_i为目标坐标系中第i时刻观测平台的y'方向坐标，v_x'i为第i时刻观测平台的x'方向速度，v_y'i为第i时刻观测平台的y'方向速度，每次目标雷达扫描过观测平台时信号都能被捕获并被记录扫描时刻t_i，根据观测平台坐标系与目标坐标系的转换关系得到坐标变换x＝x'和y＝y'，得到目标相对于观测平台在观测平台坐标系中的位置(x,y)；

建立大地坐标系，以正北方为Y轴方向，正东方为X轴方向；当目标坐标系中坐标需要转换到大地坐标下时，根据观测平台坐标系与大地坐标系的转换关系，即公式(1)-(3)，可得到大地坐标系下的目标坐标；

γ是观测平台坐标系y方向和大地坐标系Y方向的夹角；是目标在观测平台坐标系中的方位角，X_T为目标在大地坐标系中X方向位置，Y_T为目标在大地坐标系中Y方向位置，x₀为观测平台在大地坐标系中X方向位置，y₀为观测平台在大地坐标系中Y方向位置；

步骤二：根据步骤一所述的观测平台坐标系与目标坐标系的转换关系以及大地坐标系与观测平台坐标系的转换关系，可以将目标坐标系中所求观测平台坐标转换为大地坐标系中目标坐标，直接在目标坐标系中对观测平台位置进行求解，当相邻两时刻目标与观测平台连线间的夹角大于0时，可以得到求解方程中x,y,T三个未知量需要的方程为：