无线电波测向定位的理论计算与处理方式..docVIP

无线电波测向定位的理论计算与处理方式 无线电测向是获取无线电辐射源方向、仰角和位置信息的一种手段。通常以观测点的正北方向为参考方向。在无线电测向技术中，对所测目标测出的方向角通常用示向度这一术语来描述。所谓示向度是指从观测点的正北方向，沿顺时针方向旋转到被测辐射之间的夹角，取值范围为0?--360?。 无线电定位常通过两种方法来实现：①单台定位法（SSL）：用同一个测向机同时测量出某被测电台传播来的电磁波的方位角和仰角，又知产生反射波的电离层的高度，则可实现单台定位。它适用于对短波（HF）频段的信号进行无线电定位。②多台定位法：通过两台以上的无线电测向机，分别在几个不同的地方，同时对同一被测信号进行测向，测出各自的示向度，通过各自的示向线进行交汇而得出的信号源发射位置。进行交叉定位时，测试点之间距离比较近，可以用直线交叉定位，距离比较远时应按地球大圆弧以球面三角计算，交叉定位法是最常见的定位方法。 由上可知，可以由两部以上测向机同时对未知的无线电信号进行测向，也可以用一部测向机分时间多区域测向，而后交测定位。实际工作中，我们常用一台测向机在两个点以上的地方测出两个以上的示向度，然后在同一张地图上画出各个方向，它们交叉的区域就是被测无线电信号具体的发射位置。如图3，M为在A、B两点测向后的交叉定位点。 用一台测向机交测定位的优点是在测试时，所使用的设备的电性能参数一致，缺点是每次测试时，待测无线电信号都应处于发射状态，同时发射参数如频率等不应当改变。这种方法对跳频信号、瞬发信号以及快速漂移信号的测试有一定难度，但随着新技术在无线电监测和测向工作中具体应用，测试难度的局面将有一定程度的改变。 （图3：A、B两点测向后的交叉定位情况） 当我们到达A点时，测向系统以及GPS系统至少告诉我们几个参数，方向度θ1，东经值：A1°A2′A3″北纬值A4°A5′A6″，当我们到达B点时，同样也得到以下几个信息：方向度θ2，东经值B1°B2″B3″北纬值B4°B5′B6″。这样我们根据有关资料和公式首先就可以从东经北纬的数值中得到AB两点之间的距离。 图3中我们先找一个中间点C点，C点的东经是B1°B2″B3″北纬是A4°A5″A6″，因为A、C两点在同一纬度即北纬A4°A5′A6″那么，AC间距离为 AC=2πΥ 北纬半经×θ/(360×60×60) =2πΥ 赤道半径×Cos A4°A5′A6″×θ/(360×60×60) θ= （B1-A1）×60×60+(B2-A2) ×60+(B3-A3 ) 以上 θ值为A、C两点在同一纬度圈内与地轴之间的夹角 同理：B、C两点的经度一样，那么： CB=2πΥ极半径×θ/(360×60×60) θ=（B4-A4）×60×60+(B5-A5) ×60+(B6-A6) 以上θ值为B、C两点与地心之间联线夹角 由于我们实际工作中测试点A、B距离比较近，因此我们可以认为，在这小面积范围内，经度线与北纬线几乎是垂直的， AB两点间的距离为： AB= √AC2+CB2 从图3中可算出两个定位点AB之间连线与A点所在纬度圈之间的夹角： tgα= CB/AC α=arctg(CB/AC) 由图3亦可知： ∠MAB=90°－θ1－α ∠MBA=θ2－180°－[90°－α] =θ2+ α－270° 利用正弦定理将其代入可知： MA= = AB· 以上只是在A点经度比B点经度低、纬度比B点纬度低的情况下，从理论上对某一测向点与被测无线电信号具体的发射位置之间距离的计算，其实，由于各自的示向度不同，两个测向点所测得示向线交叉定位后，定位点分布有好几种情况，但它们的计算结果都与上式相同。下表是交叉定位点分布情况以及有关的△ABM的内角计算值。 同样的，当A点经度比B点经度低、纬度比B点纬度高时还有七种情况，A点经度比B点经度高时也存在十四种情况，经过计算后，代入MA的上式计算值仍一样，我们不再举例进行计算。应当注意的情况是：θ2、θ1的取值是顺时针的方向为正的，而α的取值是逆时针的方向为正的，这一点计算时别搞错。以上式中地球赤道半径Υ赤道半径取值为6378140米，地球极半径Υ极半径取值为6356775米。 现在我们推算M点的东经与北纬值，仍以图3为例，M点作一垂线垂直与AC并交AC与O， 那么：AO = MA·Sinθ1=MA·Cos（90°－θ1） OM = MA·Cosθ1=MA·Sin（90°－θ1） 那么：M点的东经=A点东经+ AO *360/2πΥ 北纬半经 =A点东经+MA·Cos(90°－θ1) *360/(2πΥ赤道半径Cos A4°A5′A6 ) M点的北纬=A点北纬+ MA·Sin（90°－θ1）*360/2πΥ极半径 AO与OM