[发明专利]一种网络化雷达系统时频同步方法

说明书

本发明涉及一种网络化雷达系统时频同步方法，涉及组网雷达技术领域。所述网络化雷达系统将融控中心定义为主站，作为整个系统的参考基准，其他雷达站作为副站，主站和副站能够接收卫星授时，且在原有的主站和各副站间数据通信通道传输的探测信息、控制信息、状态信息等信息的基础上加入时间频率比对信息，在主站和副站之间进行双向时频比对，计算主站与副站间的时间差，并利用钟差信息对本地的频率源进行驯服校正，实现网络化雷达系统的时频同步。本发明解决了网络化雷达的时间频率同步问题，提高最终输出时间频率的精确度。

技术领域

本发明涉及网络化雷达的时频同步方法，属于组网雷达技术领域。

背景技术

当前雷达面临的挑战主要是作战对象、作战环境和作战样式三个方面的变化，作战对象的立体化、多样化，作战环境的复杂化、恶劣化；作战样式的精确化、一体化。具体表现为四大方面的威胁：电子干扰、隐身目标、反辐射导弹和低空/超低空突防。受限于平台空间、成本的限制，仅依靠单部雷达已难以抵抗上述四大威胁，为了增强雷达在复杂环境下的作战能力和生存能力，雷达也在不断地向系统化、一体化方向演变，网络化雷达协同探测是其重要的发展方向。网络化雷达在带来诸多好处的关键是各节点雷达间通过资源管控和信息融合实现整个大雷达网的协同工作，这将使系统的复杂性大大增加，其中各节点雷达之间的时间、频率同步就是一个关键的问题，它是网络化雷达联合一体化发挥体系优势的重要保障。

在网络化雷达中，不同站点雷达间有各自独立的时钟源，相互之间的时间和频率存在不同步问题，而对网络化雷达进行信息融合、资源管理的前提就是整个系统有统一的时间频率标准。时间同步是各站在某一时刻系统内部各自计时的时间值一致；频率同步是各站工作在同一频点上，对于需要做相参处理的雷达来说，频率同步还要求保证收发站的相参特性。

时间频率的不同步主要表现在以下因素：频率源间的频率固定误差与频率慢漂移；收发站载频信号存在随机相位误差；脉冲发射和接收时刻以及PRF的抖动；采样频率的抖动；回波脉冲宽度的变化。而这些因素导致的时间频率不同步会对后面的雷达信号处理造成的影响包括：对目标测距精度的影响、对多普勒测量性能产生严重影响、对目标跟踪结果的影响、相参处理时，对目标检测时信噪比的影响。

网络化雷达的时间频率同步方法主要有直接同步、间接同步和独立式同步三种。直接同步法是通常是利用某个节点做参考，将该站的时间同步码、频率基准信号和射频编码等同步信息，经数传通道直接送至其他节点，其他站点将接收到的同步信号进行解码、直接作为时间、频率和相位的基准信号。该方法的同步精度主要取决于数传通信信道引入的误差，而数传通信信道的误差无法估计，同步精度不高。间接同步法是在各节点设置一个相同的高稳定度的时钟，以时钟作为时间基准。用作时间基准的时钟可以是原子钟和高稳定石英晶体振荡器，各节点的时钟要定期的用同一时间基准来校准，用作校准的时间基准的精度要更高一些。独立法主要是当各站间有直视距离时，可以采用辅助天线直接从接收直达波中获得发射信号的相位/频率基准信息来作基准信息。一般情况下，独立式同步方法从直达波或地物散射波中提取同步信息，其工作质量受直达信号信杂比的影响较大，因此很难获得高的同步精度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种网络化雷达系统时频同步方法，既保证了实现短时间快速可用，又保证了长时间的高精度稳定同步。

本发明的技术解决方案是：一种网络化雷达系统时频同步方法，所述网络化雷达系统包括主站和N个副站，N≥1，该方法包括如下步骤：

(1)、主站、副站开机初始化后，利用GNSS授时模块，得到与导航卫星系统时同步的秒脉冲信号和时间码信息，将时间码信息作为本地时间，并将GNSS授时模块输出的秒脉冲信号作为本地秒脉冲信号和参考秒脉冲信号，根据参考秒脉冲信号驯服本地时钟，产生基准频率信号，所述基准频率信号与导航卫星系统时钟时频同步；

(2)、获取副站与主站之间的时间差，并根据该时间差修正副站的本地秒脉冲信号，使之与主站的秒脉冲同步，修正副站的时间码信息，使之与主站时间码信息同步；