基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111413669A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010202576.1(22)申请日2020.03.20(71)申请人西安电子科技大学地址710126陕西省西安市长安区西沣路兴隆段266号西安电子科技大学（南校区）(72)发明人刘微罗明(74)专利代理机构郑州芝麻知识产权代理事务所(普通合伙)41173代理人王越(51)Int.Cl.G01S5/02(2010.01)G01S5/04(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图16页(54)发明名称基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法(57)摘要本发明涉及一种基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法，具体为：以载机飞行的方向为X'轴的正方向建立三维直角坐标系O'-X'Y'Z'，原点O'位于机载观测平台的中心，Y'轴与X'轴在同一水平面上；然后进行以下操作：1、在机载观测平台上布设三个天线阵元，分别位于：原点O'﹑X'轴上且位于载机的机头一侧﹑原点O'的正上方，利用相位干涉仪获取天线阵元接收的电磁波的相位差及其变化率；2、根据电磁波的相位差及其变化率﹑目标辐射源与机载观测平台的相对运动产生的多普勒频率的变化率计算出目标辐射源的位置坐标；本发明解决了传统定位方法因俯仰角及其变化率测量精度不足而难以对运动目标进行高精度定位的问题，对固定目标和运动目标的定位都具有较高的精度。CN111413669ACN111413669A权利要求书1/1页1.一种基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法，含有载机﹑机载观测平台和被定位的目标辐射源，机载观测平台安装在载机上，其特征是：以载机飞行的方向为X'轴的正方向建立三维直角坐标系O'-X'Y'Z'，原点O'位于机载观测平台的中心，Y'轴与X'轴在同一水平面上，Y'轴的正方向指向载机左侧机翼方向，Z'轴的正方向为垂直于水平面向上的方向；建立三维直角坐标系O-XYZ，原点O位于地面，X轴﹑Y轴和Z轴分别与三维直角坐标系O'-X'Y'Z'的X'轴﹑Y'轴和Z'轴平行；然后进行以下操作：步骤一、获取相位差及其变化率：在机载观测平台上布设三个天线阵元，三个天线阵元的位置分别是Ea点、Eb点和Ec点，Eb点位于原点O'，Ea点在X'轴上且位于载机的机头一侧，Ec点位于原点O'的正上方；Ea点和Eb点之间的基线长度为dx，Eb点和Ec点之间的基线长度为dz；三个天线阵元均接收目标辐射源辐射的电磁波，利用机载观测平台上的相位干涉仪获取Ea点和Eb点上的天线阵元接收到的电磁波的相位差相位差的变化率Eb点和Ec点上的天线阵元接收到的电磁波的相位差相位差的变化率步骤二、计算目标辐射源的位置：通过导航设备获取机载观测平台在三维直角坐标系O-XYZ下的位置坐标(xO,yO,zO)，目标辐射源在三维直角坐标系O-XYZ下的位置坐标(xT,yT,zT)计算如下：其中，kx＝2πdx/c，kz＝2πdz/c，为目标辐射源与机载观测平台的相对运动产生的多普勒频率的变化率，fT为目标辐射源辐射的电磁波的频率，c为电磁波在空气中的传播速度。2.根据权利要求1所述的基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法，其特征是：所述步骤二中，r为目标辐射源与机载观测平台之间的径向距离。3.根据权利要求1所述的基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法，其特征是：所述目标辐射源与机载观测平台的切向相对速度不能为零。2CN111413669A说明书1/9页基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法(一)、技术领域：[0001]本发明涉及一种定位方法，特别涉及一种基于相位差及其变化率和多普勒频率变化率的定位方法。(二)、背景技术：[0002]现代高技术战场环境中，为探测敌方电子装备的电磁信息、削弱或破坏其使用效能而采取的电子对抗技术将扮演越来越重要的角色，而电子对抗中对目标辐射源的高精度侦察与定位是有效实施电磁干扰的前提，为敌我对抗中策略的实施提供强有力的信息支撑。因此，对目标辐射源的精确实时定位技术成为电子对抗领域中的重要课题，已成为国内外电子对抗领域研究的热点。[0003]传统有源装备如雷达、声纳等，可以自身辐射电磁信号，接收来自目标反射的信号回波，此接收信号内含有目标的当前位置信息，然后进一步解算即可获得精确的目标方位参数和运动状态等，进而实现准确定位。这种由系统装备主动发射电磁信号来实施目标测定的定位体制称为有源定位。有源定位的精度高、工作适应性强，然而由于该类系统需要主动辐射信号，解析此信号回波来定位目标，所以较易被敌方侦察到，进而面临电子干扰、电磁摧毁、杀伤等危险，所以不具备较优的“四抗”性能。[0004]与有源定位体制相对应的另一类定位