[发明专利]一种基于多圆阵测相的超视距单目标直接定位方法

权利要求书

1.一种基于多圆阵测相的超视距单目标直接定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、假设地球上的观测圆阵共有P个，第p个圆阵的经纬度为：(L_p,B_p)，辐射源的经纬度为(L,B)，目标相对第p个观测站的方位角为θ^p，俯仰角为φ^p，建立信号模型为：

表示第p个圆阵中第m个阵元接收到的第t时刻的信号，M为每个圆阵包含的阵元数；s_p(t)表示第p个圆阵接受到信号的包络；表示第p个圆阵中第m个阵元相对第1个阵元因为位置不同产生的相位差，R是均匀圆阵的半径，λ是接收信号的波长；表示高斯白噪声；

S2、对各个观测站的M通道阵列天线接收系统做时间同步，根据奈奎斯特采样定理采集目标辐射的无线电信号数据，获得阵列信号数据；

S3、对同一圆阵不同通道间的接收信号做互相关处理，求得不同通道间信号的相位差：

令噪声满足：

1≤k≤M,1≤l≤M,1≤t,t1≤T

其中，为噪声方差，δ(t)为冲激函数，t与t1代表时刻，T为总的采样时间；

则圆阵p中两个不同阵元通道k和l接收信号的相关函数

对于k≠l，相关函数r_kl(t)在时间统计意义下的相角为：

整理成矩阵形式为：

其中

S4、将圆阵测量区域划分为Q×N个网格，每个网格点代表目标经纬度平面中的一个位置坐标(x_q,y_n),q＝1,2,…,Q，n＝1,2,…,N，设这个位置对应的经纬度为(L^q,Bⁿ),1≤q≤Q,1≤n≤N,第p个圆阵阵列中心的经纬度为(L_p,B_p),1≤p≤P；利用以下公式，计算搜索点位置(L^q,Bⁿ)相对第p个圆形阵列中心(L_p,B_p)的方位角

b_p,q,n＝sinB_psinBⁿ+cosB_pcosBⁿcos(L_p-L^q)

S5、将带入用最小二乘法求搜索点位置(L^q,Bⁿ)的俯仰角的最优解：

S6、计算搜索点相对第p个观测站的误差

为的投影正交补矩阵，其为幂等矩阵，即并满足

S7、累计搜索点相对所有观测站的误差，得C_(q,n)：

1≤q≤Q,1≤n≤N

S8、求C_(q,n)的倒数Q_(q,n)

利用Q_(q,n)画出单目标的伪谱图，峰值点即为粗搜的定位结果，即目标的经纬度(L',B')；

S9、继续采用步骤S4到步骤S8的方法，对以(L',B')为中心，经纬度各相差2度的范围内进行搜索，得到目标的最终定位结果