[发明专利]一种基于信号强度变化率的卫星干扰源直接定位方法及定位装置

说明书

本发明公开了一种基于信号强度变化率的卫星干扰源直接定位方法及定位装置，包括：首先获取卫星轨道参数及卫星接收信号相关参数，估计得到卫星接收信号时的空间直角坐标，筛选出被干扰时段可用的采集点并估计对应的信号强度；然后计算卫星在被干扰时段中的覆盖重叠区域，并利用最大最小距离比估计干扰源在覆盖重叠区域内的所在曲线；最后在得到的曲线上利用其余距离比搜索干扰源位置。本发明充分利用卫星的运动性，不需要地面的辅助装置，实现单星无源定位，对随卫星移动的窄波束跟踪型干扰源也能有效定位。利用卫星接收信号强度数据，只需要全向天线，受卫星位置误差、速度误差和卫星载荷姿态影响小。利用几何特性，缩小干扰源搜索区域，定位速度快。

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，具体涉及一种基于信号强度变化率的卫星干扰源直接定位方法及定位装置。

背景技术

随着空间侦察技术与通信技术的日益发展，对于非合作辐射源和干扰源在星载平台上实现高精度无源定位变得十分重要，其在民用和军事领域具有重要的应用价值。在传统的卫星定位方法中，有时差定位、多普勒频移定位、测向定位等。时差定位需要多星同时定位，要求时间频率同步且能同时被干扰源影响，不适用于定位窄波束卫星干扰源。多普勒频移定位要求卫星速度较快且卫星速度、位置相关数据较为精确，不适用于高轨卫星。测向定位对卫星载荷姿态控制和测量要求较高。近年来，出现了一些直接定位方法提高了已有定位方法的精度，但由于其测量数据未有变化，仍有相关限制。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是：如何利用接收信号强度实现单星定位卫星干扰源的问题。提供了一种基于信号强度变化率的卫星干扰源直接定位方法及定位装置，充分利用卫星的运动性，不需要地面的辅助装置，实现单星无源定位，对随卫星移动的窄波束跟踪型干扰源也能有效定位。利用卫星接收信号强度数据，只需要全向天线，受卫星位置误差、速度误差和卫星载荷姿态影响小。利用几何特性，缩小干扰源搜索区域，定位速度快。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于信号强度变化率的卫星干扰源直接定位方法，包括以下步骤：

(1)获取卫星轨道参数及卫星接收信号相关参数：包括每秒卫星的空间直角坐标、卫星接收信号时刻t、t时刻卫星接收信号强度p₀(t)；

(2)利用卫星轨道参数估计得到t时刻卫星接收信号时的空间直角坐标，记为x(t)；

(3)利用卫星接收信号强度数据估计卫星被干扰时段，利用卫星接收信号相关参数筛选出此时段可用的采集点集合C及其相对应的时刻集合T_c，并利用量化规则估计C中的采集点的信号强度p(t_c)，t_c∈T_c；

(4)利用卫星轨道参数计算卫星在被干扰时段中的覆盖重叠区域Q；

(5)计算干扰源所在圆O；

(6)将干扰源所在圆在覆盖重叠区域里的部分作为初始区域，即O∩Q作为初始区域，基于信号强度变化率最相似在初始区域内搜索干扰源，并利用搜索算法解优化问题。

进一步的，步骤(2)中在1秒内将卫星轨迹近似于直线，则获得t时刻卫星的空间直角坐标估计其中是t的下整数。

进一步的，步骤(3)中可用的采集点集合C及其相对应的时刻集合T_c的筛选方法为：