[发明专利]一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法及系统

权利要求书

1.一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、获取接收机的相关参数；所述接收机的运动由水平面和竖直面上的两个运动复合而成；所述相关参数包括：两个运动的相应数据、两个运动的初始位置角度以及在三维空间上做两个运动时的角频率的比值；

S20、根据所述相关参数，在同一坐标系，确定接收机的位置坐标，并假定点目标的位置坐标以及外辐射源的位置坐标；计算出所述外辐射源到所述点目标的距离；

S30、根据所述接收机的位置坐标和点目标的位置坐标，计算出t时刻所述点目标到接收机的距离；

S40、根据t时刻所述点目标到接收机的距离、以及所述外辐射源到所述点目标的距离，计算得t时刻信号接收机接收到的回波信号传播距离；

S50、根据外辐射源的信号频率及所述回波信号传播距离，计算接收机接收到的点目标回波信号的表达形式；

S60、离散化接收机在一个接收周期中接收到的回波信号；构造匹配矩阵，进行三维测向，获得点目标的俯仰角和方位角。

2.如权利要求1所述的一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

获取接收机的相关参数；所述接收机的运动由水平面和竖直面上的两个椭圆运动复合而成；

假设水平面上有杆oa，a端绕着o端转动，转动轨迹为半长轴为a₁半短轴为b₁的第一椭圆；在竖直面上，杆ab垂直于杆oa，b端转动轨迹为半长轴为a₂半短轴为b₂的第二椭圆，接收机置于b端；

所述相关参数包括：第一椭圆和第二椭圆的半长轴、半短轴、两个椭圆运动的初始位置角度以及在三维空间上做两个椭圆运动时的角频率的比值。

3.如权利要求2所述的一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法，其特征在于，所述步骤S20包括：根据所述相关参数，设t时刻接收机的位置为(x,y,z)，则有

(1)式中，a₁、b₁分别为第一椭圆转动轨迹的半长轴和半短轴；a₂、b₂分别为第二椭圆转动轨迹的半长轴和半短轴；ω₁、ω₂分别为接收机的第一椭圆和第二椭圆运动的角频率，α₀、β₀分别为第一椭圆和第二椭圆运动的初始位置角度；

以o点所在位置为原点、第一椭圆的半长轴为X轴、短轴为Y轴建立三维直角坐标系，第二椭圆的半长轴平行于Z轴；

假设一个固定的点目标的球坐标为分别表示与接收机之间的距离、俯仰角和方位角；直角坐标为(X,Y,Z)，二者之间的关系为：

假设外辐射源坐标为(x_t,y_t,z_t)，则外辐射源到所述点目标的距离为：

(3)式中R_T为外辐射源到所述点目标的距离。

4.如权利要求3所述的一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法，其特征在于，所述步骤S30包括：

基于所述点目标到所述接收机之间的距离远大于所述接收机的运动尺寸，则t时刻所述点目标到接收机的距离为：

(4)式中，x(t),y(t),z(t)为t时刻接收机的位置坐标；(X,Y,Z)为点目标的位置坐标，为一个固定的点目标的球坐标。

5.如权利要求4所述的一种被动雷达复合扫描三维空间测向方法，其特征在于，所述步骤S50包括：

假设外辐射源的信号频率为f，则该信号表示为：

s(t)＝exp{j2πft} (6)

根据所述回波信号传播距离R(t)，计算接收机接收到的点目标回波信号的表达形式为：

上式(7)中σ为散射点的散射强度系数，C为光速，λ为信号波长。