利用相位变化率信息对固定辐射源的单站无源被动定位.pdfVIP

利用相位变化率信息对固定辐射源 的单站无源被动定位 许耀伟 摘要无舞被动定位是利用从威胁辐射源接收到的辐射信息，对威胁辐射源进行定 位的技术．以往的研究，常常局限于利用方向角(DOA)信息．由于定位精度对角度 潮量误差的敏感性，仅利用BOA信息很难得到迅速准确的位王信息．本文提出了一 种利用相位变化率信息(结合方向角信息)进行快速单站无溽定位的定位方法，并 警出了可观测条件和仿真结果，以及与传统只测角定位法的比较． 一、基本概念 无源被动定位常用的方法是三角定位法．即仅用角度信息进行交叉定位。但由于三角定 位法的定位误差对角度测量误差非常敏感啪，在无法提高测角耪度情况下．单纯利用方位测 量信息进行单站无源定位，算法收敛时间较长，定位精度也很难提高。因此探索如何融合其 它测量信息进行定位，就成为一种必然的考虑． 利用空中运动平台携带的二单元天线阵(干涉仪)，可以获得威胁辐射源(位置未知)的 辐射波相位差变化率甜)．如)含有威胁辐射源的位置信息． 图1干涉仪接收来波相位差信息的几何解释 图1中，E、毛为间距为d的两个天线阵元，il、12分别为E、毛接收到的辐射波 和观澍站之间的距离远远大于d，因而可以认为．I／，j2． 假设E、五连线垂直方向疗(称为天线方向)的方位角为a(，)，目标相对于观测站的 一239-- 方位角和俯仰角分别为觑f)、“f)，则根据图1，有关系式 ZE．EbC=z一【卢(r)一a(r)】t D|=dsinO(t)cos∞)=dsm[fl(t)一a(t)]eose(t)． lE 设E、毛接收到的辐射波相位差为≯(f)．则 sia[p(t)一a(f)】cos“f)． (1) 妒(f)=60rAt=兰警，r 式dptor为来波角频率，出为来波到达E、毛两个阵元的时间差，C为光速，，r为来波频率。 对(1)式求导，得： ≯(f)：三型矗毛口(t)一在o)]cos【卢p)一。(f)】。。。。(f) 一：-(t)sinL8(0一a(f)】s．m￡(r))． (2) 若记t：!掣．且f时刻的函数值用该函数符号加下标“，一表示，则(2)式简化为 另外，由几何知识可以得到在某时刻i cos届， (4) 属=tg。÷§*s．m月=XI 气=tg．。了告§√#+订siIl与=弓cos．与． (5) 4x；十月 式中薯=≈一z口、只=Yr一岫、耳=zr一如，丽(斗，Yr，斗)为目标辐射源的位置坐标 (za．岫．％)为运动平台f时刻的位置坐标． 分别在(4)、(5)式两边对时间t求导，可以得出 局2等等=地警监· @ 丘：孚粤}：竺兰鲁警． w(7) s．m与‘ 气一#+并帽：一oc∞岛+4 其中 o=√#+订=而sing+片cos眉．‘=i，sh属+允cosfli． 目标辐射源的位置坐标(h．Yr，备)可由式(3)、(6)、(7)联合解出． 二、定位原理及可观测条件 将(6)、c7)代入式O)．并记√#+卯+彳=‘，且考虑关系 r (8) k=‘cos弓血A {咒=‘cos与c∞J岛。 (9) 【4=‘咖弓， (10) 和o=‘c．os‘-可以得出 一240— 丧坤0s(属刊c晔等铲删训吣 一笙竺≥竺sin(．4一q)sin与