[发明专利]基于二次雷达的高精度定位系统

说明书

本发明公开了一种基于二次雷达的高精度定位系统，包括多个雷达测距单元，以及设于待定位目标上的反射器；雷达测距单元包括主控模块、QPSK调制模块、上变频模块、本振信号发生模块、下变频模块和BPSK解调模块。本发明采用BPSK解调模块对发射器倍频后的探测信号进行解调，能够得到相位无模糊的探测信号；主控模块根据雷达测距单元接收的探测信号与调制本振信号的相位差即得到飞行时延，即实现了雷达测距单元与待定位目标的距离测算，进一步解算多个雷达单元与待定位目标的距离关系，进而实现对FOD探测器的二维或者三维定位，进一步提高了定位精度，且整个定位过程对气象不敏感、可靠性强，在山地、高温差、潮湿环境中具备独特的优势。

技术领域

本发明涉及雷达定位技术领域，尤其涉及一种基于二次雷达的高精度定位系统。

背景技术

机场跑道上的外来物(Foreign Object Debris，FOD)对于跑道上起降的飞机是一种非常严重的威胁。许多案例都证明，机场道面上的外来物可以很容易被吸入到发动机，导致叶片及其他部件损伤，碎片也会堆积在机械装置中，影响起落架、机翼等设备的正常运行，不仅会损坏飞机和夺去宝贵的生命，而且还伴随着巨大的经济损失，因此需要通过FOD探测车对机场跑道上的外来物进行实时探测，保证飞机运行的安全性。

机场FOD探测车工作时需要实时高精度定位信息以解算跑道FOD位置。目前对移动平台的高精度定位方式包括GNSS（差分GPS、北斗等），塔康（TACON），激光雷达（SLAM）三种方式。其中GNSS较成熟，作为FOD探测车主设备，但野战环境容易被干扰，军用FOD探测车要在无GNSS情况下正常使用；TACON方式只能引导空中移动平台，在地面上无法使用；SLAM方式问题在于作用距离较短（一百米左右）导致无法适应较高的车速，野外使用气候影响非常大导致视觉匹配精度受限，因此，一种能够对FOD探测车以及其他目标进行高精度定位系统的发明就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中对待定位目标的定位精度低的问题，提供了基于二次雷达的高精度定位系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于二次雷达的高精度定位系统，系统具体包括多个雷达测距单元，用于发射探测信号并接收反射器反射的探测信号；设于待定位目标上的反射器，用于接收雷达测距单元发射的探测信号，将所述探测信号进行倍频处理后发射至雷达测距单元；

雷达测距单元包括主控模块、QPSK调制模块、上变频模块、本振信号发生模块、下变频模块和BPSK解调模块，主控模块与QPSK调制模块、BPSK解调模块、本振信号发生模块连接，本振信号发生模块与上变频模块、下变频模块、QPSK调制模块、BPSK解调模块连接，QPSK制模块输出端与上变频模块连接，下变频模块与BPSK模块连接。

作为一选项，所述主控模块包括伪随机码产生子模块、码元延迟比较子模块、载波同步时差计算子模块和结果计算子模块，码元延迟比较子模块与伪随机码产生子模块输出端、BPSK解调模块输出端连接，码元延迟比较子模块输出端、载波同步子模块输出端与结果计算子模块连接，载波同步子模块与本振信号发生模块、BPSK解调模块连接。

作为一选项，所述本振信号发生模块包括第一本振信号发生模块和第二本振信号发生模块，第一本振信号发生模块包括第一本振信号发生子模块和第二本振信号发生子模块，或第一本振信号发生模块包括第一本振信号发生子模块、第二本振信号发生子模块、第三本振信号发生子模块和第四本振信号发生子模块。

作为一选项，所述QPSK调制模块包括顺次连接的电压比较器、正交调制器，电压比较器与主控模块连接，本振信号发生模块与正交调制器输入端连接，正交调制器输出端与上变频模块连接。

作为一选项，所述上变频模块包括顺利连接的第一混频器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器和第一放大器，第一本振信号发生子模块输出端与第一混频器连接，第二本振信号发生子模块输出端与第二混频器连接。