[发明专利]基于相位差分最小二乘法的单站无源快速定位方法

摘要

本发明公开了一种基于相位差分最小二乘法的单站无源快速定位方法，主要解决现有技术对辐射源相关性利用不足、定位精度较低、定位时间长的问题。其实现步骤是获取基带信号，并对其进行积累，得到基带信号串；对基带信号串进行匹配滤波并对匹配滤波结果进行多倍插值，提取峰值采样复信号；对峰值采样复信号进行相位差分并利用最小二乘法估计最优调频率；利用最优调频率峰值采样复信号进行相位补偿；对补偿后的信号进行傅里叶变换，得到高精度测向结果；根据高精度测向结果，计算辐射源距离，进而得到辐射源位置。本发明将合成孔径雷达的概念应用到侦察定位方面，具有定位精度高，定位时间短的优点，可用于目标侦察和干扰源定位。

主权项

一种基于相位差分最小二乘法的单站无源快速定位方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)侦察设备做匀速直线运动，对接收信号进行瞬时测频和测向，得到测频结果和测向结果并利用测频结果进行混频消除载频，得到基带信号ur(t)；(2)对基带信号ur(t)进行积累，得到一组积累的基带信号：ur1(t),ur2(t),…uri(t)…urn(t)，i＝1,2,3…n，其中，n表示积累脉冲总个数；(3)对积累的基带信号进行匹配滤波：(3a)在积累的基带信号中选择其中一个作为参考信号ur0(t)；(3b)将参考信号ur0(t)与所有积累脉冲信号进行卷积，得到一组卷积结果u1(t),u2(t),…ui(t)…un(t)；(4)对每个卷积结果ui(t)进行多倍插值，得到插值结果vi(t)，提取插值结果vi(t)峰值处的采样复信号uui(t)，得到峰值采样复信号矩阵：M＝[uu1(t),uu2(t),…uui(t)…uun(t)]；(5)对峰值采样复信号矩阵M进行相位差分最小二乘，估计最优调频率(5a)分别提取峰值采样复信号矩阵M的前n‑m个元素和后n‑m个元素，形成第一峰值矩阵M1和第二峰值矩阵M2，其中，M1＝[uu1(t),…uui(t)…uun‑m(t)]，M2＝[uum+1(t)…uui(t)…uun(t)]，m表示第二峰值矩阵M2相对于第一峰值矩阵M1延迟的脉冲周期个数，再将M1与M2共轭相乘，得到相位差分矩阵Mx；(5b)提取共轭相乘矩阵Mx中所有元素的相位信息，得到相位矩阵：其中，ηi是辐射源脉冲到达时间；(5c)利用辐射源脉冲到达时间ηi构建时间矩阵：Ht=1η11η2......1ηn]]>(5d)利用相位矩阵Φ与时间矩阵Ht，计算关系矩阵X：X＝(HtTHt)‑1HtTΦ(5e)利用关系矩阵X和第二峰值矩阵M2相对第一峰值矩阵M1的延时脉冲周期个数m，估计最优调频率μ^2=X[2]/(2πmTpri)]]>其中，Tpri为辐射源脉冲重复周期；(6)根据最优调频率获得补偿后的信号矩阵Mc：(6a)利用最优调频率构建补偿信号矩阵H＝[h(η1),h(η2)…h(ηi)…h(ηn)]，其中，h(ηi)为补偿信号；(6b)将补偿信号矩阵H与峰值采样复信号矩阵M对应位置元素相乘，消除峰值采样复信号关于时间的二次相位，得到补偿后的信号矩阵：Mc＝[uu1(t)h(η1),…uui(t)h(ηi)…uun(t)h(ηn)]；(7)对补偿后的信号矩阵Mc进行傅里叶变换得到多普勒频率计算高精度的测向结果(8)利用高精度的测向结果计算辐射源和侦察设备的距离(9)结合高精度的测向结果和辐射源和侦察设备的距离得到辐射源位置。