[发明专利]一种单基线干涉仪测向方法和装置

说明书

本发明公开一种单基线干涉仪测向方法和装置。本发明的装置包括频谱分析单元、第一计算单元、第二计算单元和估计与测向单元；本发明的方法包括：对单基线干涉仪接收到的信号进行处理，获得信号的频谱；根据信号的频谱获得参与时差估计的每根谱线的信噪比和相位差测量结果；根据预先获得谱线信噪比与谱线权重系数的对应关系，获得参与时差估计的每根谱线的权重系数；根据参与时差估计的每根谱线的权重系数、相位差测量结果和信号的角频率，利用预先建立的时差估计模型，获得信号的时差估计值，以根据时差估计值获得信号的方向。本发明的技术方案能够有效提高测向精度。

技术领域

本发明涉及干涉仪测向技术领域，尤其涉及一种单基线干涉仪测向方法和装置。

背景技术

干涉仪测向体制是一种广为应用的测向体制。一般情况下为了获得高精度与低模糊率，常使用多基线干涉仪，利用长基线获得高精度的相位差测量精度，用短基线来解相位模糊，以此形成了一系列典型的干涉仪测向系统方案，例如长短基线十字阵、长短基线L型阵、均匀五元圆阵等。

在一些场景中，由于空间、重量、经费等限制而采用单基线干涉仪时，就必须面对测向精度与测向模糊的权衡，由于三角函数的多值性，在基线波长比较大时，测向模糊问题尤其严重。

鉴于此，一些研究中提出基于时差的单基线干涉仪无模糊测向方法，避免测向多值性的发生。然而，为了保证高精度测向，对信号到达时差的估计精度显得尤为重要。在单基线干涉仪测向研究中，可以采用整个信号所在频段的谱线等权重地估计时差。然而，对于很多典型信号，不同谱线所对应的信噪比是有所不同的，对整个信号所在频段的谱线等权重地估计时差精度较差。

发明内容

本发明提供了一种单基线干涉仪测向方法和装置，以至少部分解决上述问题。

第一方面，本发明提供了一种单基线干涉仪测向方法，包括：对单基线干涉仪接收到的信号进行处理，获得所述信号的频谱；根据信号的频谱获得参与时差估计的每根谱线的信噪比和参与时差估计的每根谱线对应的相位差测量结果；根据预先获得谱线信噪比与谱线权重系数的对应关系，获得参与时差估计的每根谱线的权重系数；根据参与时差估计的每根谱线的权重系数、相位差测量结果和信号的角频率，利用预先建立的时差估计模型，获得信号的时差估计值，以根据时差估计值获得所述信号的方向，时差估计模型为关于相位差变量、权重系数变量和角频率变量的模型。

在一些实施例中，对应关系为其中，w_n为第n根谱线的权重系数，SNR_n为第n根谱线的信噪比。

在一些实施例中，通过下述方法获得所述对应关系：根据预先建立的单基线干涉仪模型获得所述单基线干涉仪模型中两个阵元接收的两路信号，所述两路信号为所述两个阵元接收辐射源辐射出信号谱线中第n根谱线对应的信号成分；对所述两路信号进行共轭相乘，获得所述共轭相乘结果，所述共轭相乘结果中包括第一相位差计算变量；根据所述第一相位差计算变量和基于所述单基线干涉仪模型计算得到第二相位差计算变量的差值，得到相位差误差变量；获得所述相位差误差变量的期望值，所述相位差误差变量平方的期望值和所述相位差误差变量的方差，并通过使所述相位差误差变量的期望值为零，使所述相位差误差变量平方的期望值与所述相位差误差变量的方差相等，获得所述相位差误差变量的均方差与第n根谱线的信噪比之间的关系；根据所述相位差误差变量的均方差与第n根谱线的信噪比之间的关系，获得所述谱线信噪比与谱线的权重系数的对应关系。

在一些实施例中，时差估计模型为其中，为时差估计参数，ω＝(ω₁,...,ω_N)，ω为角频率变量的矩阵表示，ω₁,...,ω_N分别表示第1根谱线至第N根谱线对应的角频率变量，Y为相位差变量的矩阵表示，分别表示第1根谱线至第N根谱线提取到相位差变量，分别表示第1根谱线至第N根谱线对应的权重系数变量。