[发明专利]基于时差频差的直接定位方法

权利要求书

1.一种基于时差频差的直接定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：双星分别截获信号，完成TOA估计：

双星接收站之间保持时间和频率同步，双星分别截获K次目标辐射的信号，截获的信号记为式中，T为观测时间间隔，s_k(t)为第k次截获到的原始信号，l＝1,2为卫星接收站序号，k＝1,… ,K为截获次数计数；b_l,k为未知的信道衰减；ω_l,k(t)为零均值的平稳高斯白噪声，b_l,k、ω_l,k(t)、s_k(t)、r_l,k(t)均为复数形式；

信号频差记为其中，f_c为信号载频，变频得到的信号频率为对截获的信号进行采样，记采样间隔为T_s，得到N点信号组成数据向量，记r_l,k＝[r_l,k(t₁),…,r_l,k(t_N)]^T，ω_l,k＝[ω_l,k(t₁),…,ω_l,k(t_N)]^T，s_k＝[s_k(t₁),…,s_k(t_N)]^T，其中，t₁,…,t_N为采样时刻点；ω_l,k，s_k分别为噪声和真实信号的采样，为未知量，假设噪声ω_l,k的协方差为σ²I，I为单位矩阵；r_l,k为截获的信号，A_l,k为包含多普勒频率信息的频移矩阵，则有r_l,k＝b_l,kA_l,ks_k+ω_l,k；

双星分别完成到达时间TOA估计和信号分选，辅星将分选后的目标信号传输至主星，主星利用主星、辅星的数据配对出属于同一目标辐射源的两路信号；主星利用同一目标的两路信号的TOA相减得到目标的到达时间差TDOA；

步骤二：根据时差测量值进行等间隔搜索确定有效位置：

主星在需要搜索的区域内按照位置间隔(x₀,y₀)确定待搜索位置P_i,i＝1,… ,N；x₀＞0，y₀＞0，σ_P为系统设计的定位误差；当待搜索的位置对应的时差与已估计的TDOA的差值较小，待搜索位置P_i满足式时，表示该位置对应的时差与测得的时差相近，记该位置为有效位置，ξ＝1～2，有效位置点记为P_i′,i′＝1,… ,N′；

步骤三：基于FDOA信息的直接定位处理：

分别对第i′个有效位置计算A_l,k，计算V_k＝[A^H_1,kr_1,k,A^H_2,kr_2,k]，计算计算目标真实位置确定为

2.根据权利要求1所述的一种基于时差频差的直接定位方法，其特征在于：所述步骤三基于FDOA信息的直接定位方法采用逐级搜索法，方法具体如下：

确定有效位置，第一次搜索时，有效位置为步骤二中确定的位置第m次搜索的有效位置为γ＝1,2,3，m＝1,2,… ,M为定位次数记号，x_m＜x_m-1，y_m＜y_m-1，x_m＞0，y_m＞0；

分别对有效位置计算A_l,k，计算V_k＝[A^H_1,kr_1,k,A^H_2,kr_2,k]，计算计算目标真实位置确定为进行第m次定位后，进入第m+1次定位；当满足时，停止搜索，确定最终的目标位置。