[发明专利]一种被动雷达三维空间测向方法及系统

权利要求书

1.一种被动雷达三维空间测向方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、获取接收机的相关参数；所述相关参数包括：接收机的半径、初始俯仰角、初始方位角以及在三维空间上做俯仰角和方位角均匀变化的角频率的比值；

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，r为接收机半径，ω₁、ω₂分别为接收机的方位角和俯仰角转动的角频率，α₀、β₀分别为接收机方位角和俯仰角的初始角度；

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。

3.如权利要求2所述的一种被动雷达三维空间测向方法，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；r为接收机的半径；为一个固定的点目标的球坐标；α、β分别为接收机方位角和俯仰角；且α＝ω₁t+α₀，β＝ω₂t+β₀。

4.如权利要求3所述的一种被动雷达三维空间测向方法，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。

5.如权利要求4所述的一种被动雷达三维空间测向方法，其特征在于，所述步骤S60包括：

接收机在一个接收周期中接收到的离散化的回波信号为：

上式(8)中，K为接收机一个转动周期内的采样数，Δt为采样时间间隔，Δα、Δβ分别为方位角和俯仰角的角度采样步长；P和H与ω₁、ω₂的关系：

根据回波信号形式，构造下面的匹配矩阵：

上式(9)中，Δθ为俯仰角搜索步长，M为俯仰角搜索次数，为方位角搜索步长，N为方位角搜索次数；

三维测向，进行下面操作：

从上式(10)得到当同时满足m＝θ/Δθ、时，S(m,n)出现峰值K|σ|，根据峰值位置判断点目标的俯仰角θ和方位角