CN103592620A - 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法 - Google Patents

长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103592620A
CN103592620A CN201310584669.5A CN201310584669A CN103592620A CN 103592620 A CN103592620 A CN 103592620A CN 201310584669 A CN201310584669 A CN 201310584669A CN 103592620 A CN103592620 A CN 103592620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
location
target
time difference
time
repetition frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310584669.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103592620B (zh
Inventor
胡进
班书生
臧勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
724th Research Institute of CSIC
Original Assignee
724th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 724th Research Institute of CSIC filed Critical 724th Research Institute of CSIC
Priority to CN201310584669.5A priority Critical patent/CN103592620B/zh
Publication of CN103592620A publication Critical patent/CN103592620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103592620B publication Critical patent/CN103592620B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明为一种利用运动辐射源目标的径向偏移与脉冲到达时间的微量调制的一致性解高重频信号定位模糊的实现方法，本发明能够较好地区分高重频目标的虚假定位点，在较短时间内实现对目标解时差模糊。本发明根据径向偏移与脉冲到达时间的微量调制的一致性设计了具体的实现框架，完成去模糊处理的预处理、点迹关联、径向偏移量计算、定位去模糊几个关键步骤的处理。本发明在测时误差小于30ns情况下，只要目标具有一定的径向速度即可区分由高重频脉冲配对错误引起的虚假定位航迹，并具备较小的计算时间复杂度。

Description

长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法
技术领域
本发明涉及一种去高重频信号定位模糊的实现方法，尤其涉及模糊处理的预处理、点迹关联、径向偏移量计算、定位去模糊关键算法。
背景技术
时差定位是利用同一辐射源信号到达分布多站的时间差形成双曲线（面）进行定位的一种无源定位技术。长基线时差定位由于其定位精度高、定位算法简单，在工程实现中得到广泛的应用。但是，长基线时差系统存在着固有的时差定位模糊问题。一方面是由于双曲线（面）交叉定位方程的多解问题；另一方面是脉冲配对模糊问题，尤其当辐射源信号为高重频信号时，造成的模糊配对问题更为严重。
双曲线（面）交叉定位方程的多解问题可以利用已知的先验信息和布站情况进行排除，或者利用辐射源位置不能跳变来剔除虚假定位点，从而得到较好的解决。对于高重频信号解定位模糊问题，目前主要方法有：1）利用虚假定位点的发散特性，进行多次定位去除虚假定位点。如依据真实目标位置数据在短的测量时间内不可能突变，每隔一定时间利用定位点的均方差变化对定位点的发散程度进行检测，将发散情况明显的定位点逐一去除，直至最后一个，则为真实定位点。2）时差与测向结合解高重频信号定位模糊，如通过对空域进行划分，增加主站测向以区分目标所处空域，根据不同空域具有不同的脉冲到达顺序去除一部分虚假时差配对来解定位模糊；3）利用运动目标的多普勒信息去除时差定位模糊。如针对目标匀速运动模型提出脉冲间隔增量解时差定位模糊的方法，依据目标运动引起的到达脉冲时间间隔的微小增量，解出目标的位移矢量，以区分虚假定位点。
上述方法从一定程度上解决了时差定位模糊问题，但对高重频信号解定位模糊仍然存在一些需要解决的问题：1）多次定位方法计算量大，需要多组位置数据，所需定位时间长，且对于不具备发散特性的虚假定位点不能较好地进行区分；2）主站增加辅助测向的方法解决高重频定位模糊问题的方法可以去除部分模糊，但由于测向天线波瓣宽度在宽带难以做到很窄，副瓣难以做到很低，会导致部分额外的虚假目标，并且由于测向天线的扫描，降低了和时差天线同时截获目标信号的概率，增加了去模糊的难度，同时，对于虚假定位点和目标位置在同一方位的情况，受精度所限不能完全分辨出虚假定位点；3）多普勒频差定位解算需要多次迭代，没有解析解，时差联合多普勒频差定位算法存在较高的计算复杂度。
发明内容
本发明为解决高重频信号的定位模糊问题，通过设计去模糊处理流程图实现框架，去模糊处理的预处理、点迹关联、径向偏移量计算、定位去模糊算法，可有效地解决长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊问题，在较短时间内实现对目标解时差模糊。
本发明为解决其技术问题所采用的技术解决方案为：对观测目标观测一段，对其脉冲进行配对，时差定位得到相应定位点迹，根据定位误差，设定阈值，阈值内的点迹认定为目标的同一位置点，对阈值内的点进行平均求质心；点迹关联，得到目标的各种定位航迹；对每条航迹分别求径向偏移，并对其进行3点平滑；测量主站到达时间（TOA）一次差；进行下一次径向偏移与脉冲到达时间的微量调制比对，符合相关规律的确认为可能航迹，若有多个可能航迹，加入下一时刻数据，并进行下一次径向偏于与脉冲到达时间的微量调制比对，直到最终只剩下一条真实航迹，并对每次比对不满足条件的航迹予以剔除。
本发明与现有技术方法相比，具有较强的解时差定位模糊能力。当目标径向速度较大时，算法展示出较好的解时差定位模糊性能，有效区分由高重频脉冲配对错误引起的虚假定位航迹，达到很高的去除虚假成功率，并具备较小的计算时间复杂度。
附图说明
附图1为长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊的模型和关键算法步骤的示意图。
具体实施方式
以下结合附图1一种去高重频信号定位模糊的实现方法具体实施方式。
（1）预处理：观测目标一段时间（优选值10ms），探测到目标重复周期信息（PRI），对时差窗内的脉冲进行配对，得到相应定位点迹，根据定位误差δ，设定阈值M=kδ，阈值内的点迹认定为目标的同一位置点，对阈值内的点进行平均求质心；
（2）点迹关联：依据系统对观测对象的观测时间间隔T，取关联门限为L T = Vmax×T（Vmax优选值为800m/s），对于关联门限内的目标进行相互关联，形成同一航迹，重复（1）、（2）得到目标的各种定位航迹；
（3）径向偏移平滑：对每条航迹分别求径向偏移Δr ki =r ki － r （k-1）i  ，并对其进行3点平滑                                                
Figure 659009DEST_PATH_IMAGE001
；
（4）测量主站TOA一次差
Figure 330817DEST_PATH_IMAGE002
，其中TOA-m，TOAn取每次观测的第一个脉冲到达时刻；
（5）判断
Figure 324181DEST_PATH_IMAGE003
是否成立，其中TH为判定门限（典型值为0.8），连续判断2次，若2次均成功确认即认定为可能航迹；
（6）若有多个可能航迹，加入下一时刻数据，重复步骤（5）进行下一次比对，直到最终只剩下一条真实航迹，并对每次比对不满足条件的航迹予以剔除。

Claims (2)

1.一种长基线时差定位系统高重频信号解定位模糊方法，其特征为：对时差定位系统接收到的点迹进行凝聚与关联，获取定位航迹，并在此基础上对目标航迹的径向偏移量进行3点平滑，并与脉冲到达时间的微量调制进行比对，可实现高重频信号解时差定位模糊，可有效区分由高重频脉冲配对错误引起的虚假定位航迹，达到很高的去除虚假成功率，并具备较小的计算时间复杂度。
2.一种径向偏移与脉冲到达时间的微量调制比对方法，其特征为：利用运动目标的运动特征形成的脉冲时间增量调制信息，计算目标相对于接收站的调制增量，并对关联航迹的径向距离差进行三点平滑后进行比对，实现虚假航迹的甄别，可较好地实现真实目标航迹的确认和虚假航迹的剔除。
CN201310584669.5A 2013-11-20 2013-11-20 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法 Active CN103592620B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310584669.5A CN103592620B (zh) 2013-11-20 2013-11-20 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310584669.5A CN103592620B (zh) 2013-11-20 2013-11-20 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103592620A true CN103592620A (zh) 2014-02-19
CN103592620B CN103592620B (zh) 2016-01-27

Family

ID=50082832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310584669.5A Active CN103592620B (zh) 2013-11-20 2013-11-20 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103592620B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772237A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 长基线时差定位干涉仪测向辅助解模糊方法
CN108535686A (zh) * 2018-03-06 2018-09-14 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种截断宽带线性调频信号的时差定位方法
CN108535690A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 贵州理工学院 一种多点定位场面监视系统的信号配对方法
CN109444838A (zh) * 2018-09-12 2019-03-08 上海无线电设备研究所 一种基于脉冲积累帧双重频解速度模糊方法及系统
CN110554364A (zh) * 2019-08-30 2019-12-10 中国空间技术研究院 一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法
CN111398896A (zh) * 2020-04-02 2020-07-10 哈尔滨工程大学 基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法
CN112147609A (zh) * 2020-10-13 2020-12-29 中国人民解放军海军工程大学 多假设模糊匹配Radon变换的高重频雷达高速机动目标检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659520A (en) * 1995-04-24 1997-08-19 Sonatech, Inc. Super short baseline navigation using phase-delay processing of spread-spectrum-coded reply signals
US6266014B1 (en) * 1998-10-09 2001-07-24 Cell-Loc Inc. Methods and apparatus to position a mobile receiver using downlink signals part IV

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659520A (en) * 1995-04-24 1997-08-19 Sonatech, Inc. Super short baseline navigation using phase-delay processing of spread-spectrum-coded reply signals
US6266014B1 (en) * 1998-10-09 2001-07-24 Cell-Loc Inc. Methods and apparatus to position a mobile receiver using downlink signals part IV

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李宗华等: "测量TOA和DOA 的单站无源定位跟踪可观测条件", 《国防科技大学学报　》, vol. 26, no. 2, 28 February 2004 (2004-02-28), pages 30 - 34 *
潘琴格等: "多站时差和多普勒频差联合定位技术", 《雷达科学与技术》, vol. 3, no. 6, 31 December 2005 (2005-12-31), pages 332 - 335 *
郭福成等: "利用方向角及其变化率对固定辐射源的三维单站无源定位", 《电子学报》, vol. 30, no. 12, 31 December 2002 (2002-12-31), pages 1885 - 1887 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772237A (zh) * 2016-11-18 2017-05-31 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 长基线时差定位干涉仪测向辅助解模糊方法
CN106772237B (zh) * 2016-11-18 2019-06-21 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 长基线时差定位干涉仪测向辅助解模糊方法
CN108535686A (zh) * 2018-03-06 2018-09-14 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种截断宽带线性调频信号的时差定位方法
CN108535690A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 贵州理工学院 一种多点定位场面监视系统的信号配对方法
CN108535690B (zh) * 2018-04-10 2021-09-03 贵州理工学院 一种多点定位场面监视系统的信号配对方法
CN109444838A (zh) * 2018-09-12 2019-03-08 上海无线电设备研究所 一种基于脉冲积累帧双重频解速度模糊方法及系统
CN109444838B (zh) * 2018-09-12 2020-11-03 上海无线电设备研究所 一种基于脉冲积累帧双重频解速度模糊方法及系统
CN110554364A (zh) * 2019-08-30 2019-12-10 中国空间技术研究院 一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法
CN111398896A (zh) * 2020-04-02 2020-07-10 哈尔滨工程大学 基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法
CN111398896B (zh) * 2020-04-02 2020-12-22 哈尔滨工程大学 基于基准线成对交叉定位点距离的虚假点去除预处理方法
CN112147609A (zh) * 2020-10-13 2020-12-29 中国人民解放军海军工程大学 多假设模糊匹配Radon变换的高重频雷达高速机动目标检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103592620B (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103592620A (zh) 长基线时差定位系统中高重频信号解定位模糊方法
CN108415010B (zh) 一种基于梯形lfmcw调制的雷达多目标检测方法
CN104215951B (zh) 一种在海杂波背景下慢速小目标的检测系统及其检测方法
CN103018730B (zh) 分布式子阵波达方向估计方法
JP6699904B2 (ja) レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法
CN104076353B (zh) 一种面目标回波波束中心速度测量方法
CN105093215B (zh) 基于多普勒信息的雷达对低空慢速小目标的跟踪方法
CN105699952B (zh) 海杂波k分布形状参数的双分位点估计方法
CN107688170A (zh) 一种基于随机森林的雷达目标航迹起始方法
CN104166135A (zh) 一种宽带雷达目标的原始点迹凝聚处理方法
CN110673105B (zh) 一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法
CN108693524A (zh) 基于线性调频连续波雷达的多运动目标匹配方法及其系统
CN104331583B (zh) 一种基于实测海杂波数据的多重分形建模方法
CN103047982A (zh) 基于角度信息的目标自适应跟踪方法
EP2856203B1 (en) Method for de-interleaving received radar pulses using dynamically updated weights
CN109212519B (zh) 基于bf-dlstm的窄带雷达目标跟踪方法
Liang et al. Multi-Bernoulli filter for target tracking with multi-static Doppler only measurement
CN104483668A (zh) 一种高精度雷达信号检测和跟踪系统及其方法
CN113408504A (zh) 基于雷达的车道线识别方法、装置、电子设备及存储介质
CN103792522A (zh) 基于可信关联对的多雷达海上目标抗差关联算法
JP2018205175A (ja) レーダ装置及びそのレーダ信号処理方法
CN108072864B (zh) 一种基于变载频调频序列的多目标探测方法
CN104569923A (zh) 基于速度约束的Hough变换快速航迹起始方法
CN113608193A (zh) 一种基于UNet的雷达多目标距离和速度估计方法
CN103901432B (zh) 一种多观测节点下非合作目标的轨迹跟踪方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant