[发明专利]利用导航卫星反射信号的单源多宿目标探测装置

摘要

本发明公开了一种基于导航卫星反射信号的单源多宿目标探测装置，该装置包括有一个右旋天线、三个左旋天线、SSMR接收机和目标特性中心处理模块，其中目标特性中心处理模块存储在公知计算机的存储器中；该探测装置通过右旋天线接收单颗导航卫星发射的直射信号，同时接收该信号经空中目标反射后到达三个左旋天线的反射信号，然后计算出空中目标到三个左旋天线的行程，通过差分算法来获得空中目标在地心直角坐标系下的坐标(X_o，Y_o，Z_o)。该探测装置只需接收一颗导航卫星卫星反射的信号，降低了发现目标所需条件，提高发现目标的概率。

主权项

1、一种利用导航卫星反射信号的单源多宿目标探测装置，导航卫星用于发射导航信号，即直射信号；导航卫星反射信号是指导航卫星发射的导航信号作用到空中目标的外壳上后反射形成的信号，即反射信号；其特征在于：单源多宿目标探测装置包括有一公知计算机、目标特性中心处理模块、右旋天线、A左旋天线、B左旋天线、C左旋天线和SSMR接收机，其中目标特性中心处理模块存储在公知计算机的存储器中；右旋天线用于接收导航卫星发射的直射信号f_直射，该直射信号f_直射经右旋天线的增益放大后形成右旋圆极化信号f_RHCP输出给SSMR接收机；A左旋天线用于接收空中目标反射的第一反射信号f_反射1，该第一反射信号f_反射1经A左旋天线的增益放大后形成第一左旋圆极化信号f_LHCP1给SSMR接收机；B左旋天线用于接收空中目标反射的第二反射信号f_反射2，该第二反射信号f_反射2经A左旋天线的增益放大后形成第二左旋圆极化信号f_LHCP2给SSMR接收机；C左旋天线用于接收空中目标反射的第三反射信号f_反射3，该第三反射信号f_反射3经A左旋天线的增益放大后形成第三左旋圆极化信号f_LHCP3给SSMR接收机；所述SSMR接收机(A)对接收的右旋圆极化信号f_RHCP进行自相关算法的处理获得自相关峰的峰值时间T₀；(B)对接收的右旋圆极化信号f_RHCP与第一左旋圆极化信号f_LHCP1进行互相关算法的处理获得互相关峰的峰值时间T₁；(C)互相关峰的峰值时间T₁减自相关峰的峰值时间T₀获得第一反射信号延迟时间δτ₁给目标特性中心处理模块；(D)对接收的右旋圆极化信号f_RHCP与第二左旋圆极化信号f_LHCP2进行互相关算法的处理获得互相关峰的峰值时间T₂；(E)互相关峰的峰值时间T₂减自相关峰的峰值时间T₀获得第二反射信号延迟时间δτ₂给目标特性中心处理模块；(F)对接收的右旋圆极化信号f_RHCP与第三左旋圆极化信号f_LHCP3进行互相关算法的处理获得互相关峰的峰值时间T₃；(G)互相关峰的峰值时间T₃减自相关峰的峰值时间T₀获得第三反射信号延迟时间δτ₃给目标特性中心处理模块；单源多宿目标探测装置中的目标特性中心处理模块对接收到的第一反射信号延迟时间δτ₁、第二反射信号延迟时间δτ₂和第三反射信号延迟时间δτ₃之间的路径差关系为g1(δτ1)=δτ1·C=(Rso+Rol1)-Rsrg2(δτ2)=δτ2·C=(Rso+Rol2)-Rsrg3(δτ3)=δτ3·C=(Rso+Rol3)-Rsr,]]>然后对路径差关系g1(δτ1)=δτ1·C=(Rso+Rol1)-Rsrg2(δτ2)=δτ2·C=(Rso+Rol2)-Rsrg3(δτ3)=δτ3·C=(Rso+Rol3)-Rsr]]>进行差分处理后得到反射信号差分关系(δτ1-δτ2)·C=Rol1-Rol2(δτ1-δτ3)·C=Rol1-Rol3(δτ2-δτ3)·C=Rol2-Rol3;]]>将R_ol1、R_ol2和R_ol3代入反射信号差分关系(δτ1-δτ2)·C=Rol1-Rol2(δτ1-δτ3)·C=Rol1-Rol3(δτ2-δτ3)·C=Rol2-Rol3]]>中得到时延差的坐标关系(δτ1-δτ2)·C=(Xo-Xl1)2+(Yo-Yl1)2+(Zo-Zl1)2-(Xo-Xl2)2+(Yo-Yl2)2+(Zo-Zl2)2(δτ1-δτ3)·C=(Xo-Xl1)2+(Yo-Yl1)2+(Zo-Zl1)2-(Xo-Xl3)2+(Yo-Yl3)2+(Zo-Zl3)2(δτ2-δτ3)·C=(Xo-Xl2)2+(Yo-Yl2)2+(Zo-Zl2)2-(Xo-Xl3)2+(Yo-Yl3)2+(Zo-Zl3)2;]]>上述关系式子中，C表示光速；A左旋天线在地心直角坐标系下的坐标记为(X_l1，Y_l1，Z_l1)；B左旋天线在地心直角坐标系下的坐标记为(X_l2，Y_l2，Z_l2)；C左旋天线在地心直角坐标系下的坐标记为(X_l3，Y_l3，Z_l3)；空中目标在地心直角坐标系下的坐标记为(X_o，Y_o，Z_o)；R_sr表示导航卫星发射的导航信号到达右旋天线的路径，且Rsr=(Xs-Xr)2+(Ys-Yr)2+(Zs-Zr)2;]]>R_so表示直射信号到达空中目标的路径，且Rso=(Xs-Xo)2+(Ys-Yo)2+(Zs-Zo)2;]]>R_ol1表示空中目标反射信号到达A左旋天线的路径，且Rol1=(Xo-Xl1)2+(Yo-Yl1)2+(Zo-Zl1)2;]]>R_ol2表示空中目标反射信号到达B左旋天线的路径，且Rol2=(Xo-Xl2)2+(Yo-Yl2)2+(Zo-Zl2)2;]]>R_ol3表示空中目标反射信号到达C左旋天线的路径，且Rol3=(Xo-Xl3)2+(Yo-Yl3)2+(Zo-Zl3)2;]]>g₁(δt₁)表示第一反射信号f_反射1到达A左旋天线的时间与直射信号f_直射到达右旋天线的时间之差；g₂(δt₂)表示第二反射信号f_反射2到达B左旋天线的时间与直射信号f_直射到达右旋天线的时间之差；g₃(δt₃)表示第三反射信号f_反射3到达C左旋天线的时间与直射信号f_直射到达右旋天线的时间之差。