CN104635201A - 一种基于相位差分判别的无模糊测向方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多通道相差检测技术，并通过使用正交天线阵列，在对原有的既与速度或时差相关、又与整周数差值相关的相差变化率计算式进行了去时差、判别校正、归一化和余弦等值处理等一系列函数变换之后，给出了一个仅与相差实测值的差分相关的正交测向公式。基于相差变化率进行测向的新方法不仅为无相位模糊测向提供了新的发展思路，而且还能为基于相差变化率的无源定位提供新的技术动力。

Description

一种基于相位差分判别的无模糊测向方法

技术领域

本发明涉及无线电定位技术领域，具体涉及一种采用十字形正交阵列，仅基于相差检测，但无需求解相位模糊的方位测量方法。

背景技术

相位干涉仪是一种具有较高测量精度的测向方法，并得到了广泛的应用。但相位干涉仪所用的鉴相设备通常以2π为模，只能测量2π范围内的相位值，当天线之间的相对相位超过2π后，将会导致多值模糊。因此，现有的基于相差测量的相位干涉测向技术通常必须采用多基线的天线阵列，并利用余数定理、逐次解模糊等各类方法来求解相位模糊。

受制于解相位模糊，现有的相位干涉测向的设计过程是较为繁杂的，且实际的基线设计总长度一般情况下不超过几十个波长。

发明内容

针对现有相位干涉测向方式中所存在的需要解相位模糊等问题，本发明的目的是基于多通道相差检测技术，通过使用正交天线阵列，在对原有的既与速度或时差相关、又与整周数差值相关的相差变化率计算式进行了去时差、判别校正、归一化和余弦等值等函数变换之后，给出了一个仅与相位实际测量值的差分相关的正交测向公式。

相位差变化率可用于无源定位，但现有已公开的资料并没有提到相差变化率能用于测向，本发明不仅能为无模糊测向提供新的发展思路，而且还能为基于相差变化率的无源定位提供新的技术方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

首先，将由多通道相移检测所获得的相差变化率和对应于基线长度的时差值相乘，得到一个与时间变量无关、可表征整周数和相差的差分特性的新函数。

其次，根据整周数差分项和相差差分项之和必定抵消整数部分的数值变化规律，可仅通过对实测相差差分值的跳变判别，得到一个与整周数差分项无关的校正函数。

然后，利用假设已知的测向最大值对判校函数做归一化处理，并进行简单的开平方处理，由此得到一个与余弦函数基本等值的函数。

最后，把经过去时差、判别校正和归一化处理的等值测向函数拓展到正交十字天线阵，利用正交比值的测量方式将未知的测向最大值予以消除，即实现了仅基于相差测量的正交无模糊实时测向。

具体包括以下步骤：

步骤1、使用由两个一维双基线阵所构成一个正交天线阵；

步骤2、对横轴和纵轴的一维双基线阵列，各采用三通道接收设备获取相差数据；

步骤3、对相差数据进行如下判别：

(1)当相差差分项的绝对值：|Δφ_ij-Δφ_jk|<π时，直接取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=(\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}})$

(2)当相差差分项为：(Δφ_ij-Δφ_jk)>2π时，取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=(\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}})-2\mathrm{\&pi;}$

(3)当相差差分项为：π<|Δφ_ij-Δφ_jk|<2π时，取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=2\mathrm{\&pi;}-|\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}}|$

式中：Δφ_ij为相差的实测值，对于横轴分量有：i＝1，j＝2，k＝3；对于纵轴分量有：i＝5，j＝2，k＝4。

步骤4、按下式计算目标的方位：

$\mathrm{tg\&theta;}=\sqrt{\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_{\mathrm{dy}}}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_{\mathrm{dx}}}}$

式中：下标x和y分别表示在横轴和纵轴上的相差差分分量。

本发明具有如下特点：

1、无需求解相位模糊，且对于相差差分项的判别很简单；

2、可应用于长基线，现有的相位干涉测向方式因受限于相位解模糊，一般仅能用于短基线；

3、尽管对相差变化率的原始分析是基于运动平台上的相移与频移间的关系展开的，但最终导出的结果与运动平台的速度，以及相关的时间变化无关，故本专利给出的测向方式适用于各种运动特性的场合；

4、基于多通道相差检测的方式，测向过程是实时进行的。

附图说明

图1：机载单基线阵列

图2：一维双基阵列

图3：相差差分的判别校正曲线

图4：归一化正弦测向曲线

图5：正交相差测向阵

图6：正交测向式的相对计算误差

具体实施方式

下面结合附图1一图6进一步说明本发明是如何实现的。

实施例

一种仅基于方位角度测量的双机不同向无源测距方法。图1给出了机载单基线阵列；图2给出了一维双基阵列；图3是相差差分的判别校正曲线；图4给出了归一化正弦测向曲线；图5给出了正交相差测向阵；图6显示了正交测向式的相对计算误差。

相位差变化率可用于无源定位，但在现有已公开的资料中并没有提到相差变化率能用于测向。已有的分析[郁涛.机载平台相差变化率的多通道相移检测(J).国际航空航天科学，2013，1(1)：1-5.]已经证明，利用短基线直线阵列，通过多通道相移检测即能实时获得相差变化率，本专利在此研究基础上，进一步分析并给出了实现无模糊测向的方法。

首先，将对应于基线长度的时差值和原始的相差变化率函数相乘，得到一个与时间变量无关的、可表征整周数和相差的差分特性的新函数。紧接着对与时间无关的相差变化率所作的模拟计算发现，整周数差分项和相差差分项的变化是很有规律的，并能通过对实测相差差分值的判别得到与整周数差分项无关的校正函数。

随后的模拟计算又发现，在判别和校正处理后的函数曲线形状是和余弦类函数十分相近的，如利用测向最大值对判校函数做归一化处理，并进行简单的开平方处理，则所得到的函数与余弦函数基本等值。此时已能从原理上证明所给出的结果是和多普勒测向技术等价的。最后，如将已经过“去时差”、“判别校正”和“归一化处理”的等值测向函数拓展到正交十字阵，则通过正交比值的方式即能将未知的测向最大值予以消除，由此就能实现基于相差测量的正交无模糊实时测向。

1.基于相差测量的相差变化率

1.1.相差定位方程

设在机载测量平台上安置有一个单基线两单元天线阵列，如附图1所示，阵列的间距为d，且基线的方向和载机的轴线平行。利用相位干涉仪对目标进行无源探测，如对应于每个径向距离r_i，鉴相单元所测得的相移是φ_i，则有基于相移测量的距离公式：

$r_i=\mathrm{\&lambda;}(n_i+\frac{{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}}),(i=\mathrm{1,2})---\left(1\right)$

式中：λ是信号的波长；n_i为在径向距离上的波长整周数。

在直线阵列的各个阵元处所接收到的多普勒频移是：

λf_di＝vcosβ_i       (2)

式中：f_di是多普勒频移；v是载机的飞行速度；β_i为前置角。

根据相移-距离关系(1)，即能得到在形式上与时差定位方程完全相类似的相差定位方程：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;r}}_i=r_i-r_{i+1}=\mathrm{\&lambda;}(n_i-n_{i+1}+\frac{{\mathrm{\&phi;}}_i-{\mathrm{\&phi;}}_{i+1}}{2\mathrm{\&pi;}})\\ =\mathrm{\&lambda;}({\mathrm{\&Delta;n}}_i+\frac{{\mathrm{\&Delta;\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}})\end{array}---\left(3\right)$

式中：Δn_i＝n_i-n_i+1是程差所包含的波长整周数；Δφ_i＝φ_i-φ_i+1为两阵元之间的相位差；Δr_i为程差。

1.2频移的相差检测

根据电波近似平行入射假设所得到的相移干涉测向公式为：

$\sin \mathrm{\&theta;}\&ap;\frac{\mathrm{\&Delta;}{r}_i}{d}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{d}(\mathrm{\&Delta;}{n}_i+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}})---\left(4\right)$

式中：θ＝90°-β为目标到达角。

因：cosβ＝sinθ，故将基于相差检测的前置角余弦代入多普勒频移式(2)，即能得到基于相差测量的多普勒频移计算公式：

$f_{\mathrm{di}}=\frac{v}{d}(\mathrm{\&Delta;}{n}_i+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}})---\left(5\right)$

1.3.相移变化率的频移与相差检测

如在相移-距离表示式(1)两边对时间微分，则有：

$\frac{\&PartialD;r_i}{\&PartialD;t}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{2\mathrm{\&pi;}}\frac{\&PartialD;{\mathrm{\&phi;}}_i}{\&PartialD;t}---\left(6\right)$

由径向距离变化率与多普勒频移间的关系：

$\frac{\&PartialD;r_i}{\&PartialD;t}=v_{\mathrm{ri}}=\mathrm{\&lambda;}{f}_{\mathrm{di}}---\left(7\right)$

可证得：

$\frac{\&PartialD;{\mathrm{\&phi;}}_i}{\&PartialD;t}=2\mathrm{\&pi;}{f}_{\mathrm{di}}---\left(8\right)$

即相移变化率可以通过对多普勒频移的测量而确定，且根据频移与相差之间的关系，其基于相差测量的检测公式为：

$\frac{\&PartialD;{\mathrm{\&phi;}}_i}{\&PartialD;t}=2\mathrm{\&pi;}{f}_{\mathrm{di}}=\frac{2\mathrm{\&pi;v}}{d}(\mathrm{\&Delta;}{n}_i+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}})---\left(9\right)$

1.4.相差变化率的相差检测

如在相位差-距离差的关系式(3)两边对时间微分，则有：

$\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{r}_i}{\&PartialD;t}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{2\mathrm{\&pi;}}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{\&PartialD;t}---\left(10\right)$

由径向距离变化率与多普勒频移间的关系(7)，即可证得，相位差变化率能通过对多普勒频差的检测而获得：

$\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{\&PartialD;t}=2\mathrm{\&pi;\&Delta;}{f}_{\mathrm{di}}---\left(11\right)$

式中：Δf_di＝f_dt-f_d(i+1)。

进一步，又根据多普勒频移与相位变化率之间的关系(8)可知，对应于某一个径向距离的多普勒频移值实际上需要由两个相移值的差分才能得到，于是为获得多普勒频差就需要同时检测三个相移值，即从测量的实现方法上就需要采用如附图2所示的一维三单元直线阵列。

直接利用相移变化率与频移间的关系式(8)，以及频移与相差之间的关系式(5)，可得到：

$\begin{array}{c}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;\&phi;}}{\&PartialD;t}=\frac{\&PartialD;{\mathrm{\&phi;}}_1}{\&PartialD;t}-\frac{\&PartialD;{\mathrm{\&phi;}}_2}{\&PartialD;t}\\ =2\mathrm{\&pi;}(f_{\mathrm{di}}-f_{d(i+1)})\\ =2\mathrm{\&pi;v}[(\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_i}{d_i}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{(i+1)}}{d_{(i+1)}})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}{d}_i}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{(i+1)}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{(i+1)}})]\end{array}---\left(12\right)$

对于双基线等距直线阵列，即当：d＝d₁＝d₂时，有：

$\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;\&phi;}}{\&PartialD;t}=\frac{2\mathrm{\&pi;v}}{d}[(\mathrm{\&Delta;}{n}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{n}_{23})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}}{2\mathrm{\&pi;}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}}{2\mathrm{\&pi;}})]---\left(13\right)$

为清晰起见，式中参量的下脚标已采用对应于附图2所示的基线两端标号的双数字表示。

2.对相差变化率的函数变换

2.1.消时差变换

在运动平台的移动方向，基线的长度d与载机的移动速度v之比就是载机移动距离d所花费的时差，即有：

$\mathrm{\&Delta;t}=\frac{d}{v}---\left(14\right)$

因此，基于多通道相差检测的相差变化率可以看成是相差的差分与时差的比值，如将此对应于基线长度的时差和相差变化率相乘，则即能得到与时间变量无关的、表征整周数和相差的差分特性的函数：

${\mathrm{\&phi;}}_d=\mathrm{\&Delta;t}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;\&phi;}}{\&PartialD;t}=2\mathrm{\&pi;}[(\mathrm{\&Delta;}{n}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{n}_{23})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}}{2\mathrm{\&pi;}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}}{2\mathrm{\&pi;}})]---\left(15\right)$

显然，式(15)不仅与时间的变化无关，且另一个等价的特征在于表达式已经和平台的运动速度无关，这意味着函数的应用范围得到了扩展，可不必受限于平台的运动特性。

2.2校正变换

φ_d可被分为两大项，前一项为两基线整周数差值的差分，后一项是两基线相差值的差分。若将φ_d表示为随到达角θ变化的函数，则模拟计算表明，前一项值并不始终为零，将出现±2π的跳变，并且，如前一项有跳变，则后一项必定也出现跳变，前后两项之和始终是整数部分相抵消。于是，根据前后两项之和必定抵消整数部分的数值变化规律，如判别相差值的差分项存有相位跳变，则就可用±2π值对相位的实测数据进行校正处理。

具体而言，就是当相差差分项的绝对值：

|Δφ₁₂-Δφ₂₃|<π

直接取：

φ_d＝(Δφ₁₂-Δφ₂₃)

当相差差分项为：

(Δφ₁₂-Δφ₂₃)>2π

取：

φ_d＝(Δφ₁₂-Δφ₂₃)-2π

当：

π<|Δφ₁₂-Δφ₂₃|<2π

取：

φ_d＝2π-|Δφ₁₂-Δφ₂₃|

于是有：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23},& |\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}|<\mathrm{\&pi;}\\ (\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23})-2\mathrm{\&pi;},& (\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23})>2\mathrm{\&pi;}\\ 2\mathrm{\&pi;}-|\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}|,& \mathrm{\&pi;}<|\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}|<2\mathrm{\&pi;}\end{array}\right.---\left(16\right)$

判别后所得到的校正函数已经与整周数差分项无关，其曲线如附图3所示。如改变基线长度，则可得到相类似的结果。

2.3等值变换

校正函数是与余弦类函数十分相似的，如假定方位扫描测量时，测向最大值是已知的，并用测向最大值对校正函数做归一化处理，则可得到与余弦函数很接近的函数曲线。在此基础上，通过数值比对，即可发现仅需经开二次根的幂次方处理即可构造出一个与余弦函数基本等值的函数，即有：

$\cos \mathrm{\&theta;}=\sqrt{\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d}{\stackrel{-}{{\mathrm{\&phi;}}_{d\max }}}}---\left(17\right)$

其正弦测向式为：

$\sin \mathrm{\&theta;}=\frac{\mathrm{\&theta;}}{\left|\mathrm{\&theta;}\right|}\sqrt{1-\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d}{\stackrel{-}{{\mathrm{\&phi;}}_{d\max }}}}---\left(18\right)$

式中：θ/|θ|项是用于模拟曲线值的正负符号的变换。

现有的多普勒测向技术是通过测量两天线之间的多普勒频移的变化，且当多普勒频移从正值变换到负值跳变来确定辐射源的到达方向。与此相类似，经校正与等值变换的相差差分函数的正弦测向曲线如附图4所示，仅就工作原理而言，其完全如同多普勒测向技术，可通过对正值变换到负值的跳变来确定辐射源的到达方向。

3.基于相差变化率的正交测向方法

3.1.基于相差测量的正交测向

由两个一维双基阵所构成的正交十字形阵如附图5所示。

根据相差定位方程，与水平轴线平行的相位干涉测向公式是：

$\sin \mathrm{\&theta;}=\frac{\mathrm{\&Delta;}{r}_x}{d_x}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{d_{12}}(\mathrm{\&Delta;}{n}_{12}+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}}{2\mathrm{\&pi;}})---\left(19\right)$

又，对应于垂直轴线的相位干涉测向公式是：

式中：下标x和y分别表示横轴和纵轴。

直接由上述两个测向公式的比值即可得到基于相差测量的正交测向式：

$\mathrm{tg\&theta;}=\frac{d_{12}}{d_{24}}\left[\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{12}+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}}{2\mathrm{\&pi;}}}{\mathrm{\&Delta;}{n}_{24}+\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{24}}{2\mathrm{\&pi;}}}\right]---\left(21\right)$

3.2基于相差变化率的正交测向公式

如对各个基线的相位干涉测向公式进行微分，则分别有：

${\mathrm{\&omega;}}_{\mathrm{\&theta;}}\cos \mathrm{\&theta;}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{{2\mathrm{\&pi;d}}_x}\frac{{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;\&phi;}}_x}{\&PartialD;t}---\left(22\right)$

${\mathrm{\&omega;}}_{\mathrm{\&theta;}}\sin \mathrm{\&theta;}=-\frac{\mathrm{\&lambda;}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_y}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_y}{\&PartialD;t}---\left(23\right)$

由两式的比值得到基于相差变化率的测向公式：

$\mathrm{tg\&theta;}=\frac{\sin \mathrm{\&theta;}}{\cos \mathrm{\&theta;}}=\frac{d_x}{d_y}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_y/\&PartialD;t}{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_x/\&PartialD;t}---\left(24\right)$

此时，如直接利用相位变化率与相差之间的关系式：

$\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Delta;\&phi;}}{\&PartialD;t}=2\mathrm{\&pi;v}[(\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_i}{d_i}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{(i+1)}}{d_{(i+1)}})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_i}{2\mathrm{\&pi;}{d}_i}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{(i+1)}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{(i+1)}})]---\left(12\right)$

可得到仅基于相差测量的正交测向公式：

$\mathrm{tg\&theta;}=\frac{[(\frac{\text{\&Delta;}{n}_{52}}{d_{52}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{24}}{d_{24}})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{52}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{52}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{24}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{24}})]}{[(\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{12}}{d_{12}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{n}_{23}}{d_{23}})+(\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{12}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{12}}-\frac{\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{23}}{2\mathrm{\&pi;}{d}_{23}})]}---\left(25\right)$

3.3正交无模糊测向

对于正交阵，其归一化的相差差分等值函数分别是：

$\cos \mathrm{\&theta;}=\sqrt{\frac{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dx}}}}{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dx}\max }}}}---\left(26\right)$

$\sin \mathrm{\&theta;}=\sqrt{\frac{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dy}}}}{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dy}\max }}}}---\left(27\right)$

在基线长度相等的情况下，其纵横轴的测向最大值应相等：

$\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{d\max }}=\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dx}\max }}=\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dy}\max }}---\left(28\right)$

此时，由式(26)和(27)的比值即可消除测向最大值，得到与相位模糊无关的正交测向公式：

$\mathrm{tg\&theta;}=\sqrt{\frac{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ty}}}}{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{tx}}}}}---\left(29\right)$

另一方面，因为：所以由式(26)和(27)可解出：

$\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{d\max }}=\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dx}}}+\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{dy}}}---\left(30\right)$

所以有：

$\cos \stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&theta;}}=\sqrt{\frac{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{tx}}}}{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{tx}}}+\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ty}}}}}---\left(31\right)$

$\sin \stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&theta;}}=\sqrt{\frac{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ty}}}}{\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{tx}}}+\stackrel{--}{{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ty}}}}}---\left(32\right)$

因此，分别通过对正交轴线上相差差分值的测量亦能直接解得目标的角度。

图6给出了按式(29)所得到的相对计算误差，由此证明，对基于相差检测的相差变化率，在经过“去时差”、“判别校正”、“归一化”和“等值变换”等一系列处理之后，所得到相差差分测向公式是正确的，并且计算结果表明，基线越长正确性越佳。

Claims (3)

1.一种仅基于相差检测的测向方法，其特征在于通过使用由两个一维双基线阵所构成的正交阵，以及多通道接收机，获得相差数据。

2.基于权利要求1所述的方法，其特征在于必须对多通道接收获取的相差数据进行如下判别：

(1)当相差差分项的绝对值：|Δφ_ij-Δφ_ij|<π时，直接取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=(\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}})$

(2)当相差差分项为：(Δφ_ij-Δφ_jk)>2π时，取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=(\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}})-2\mathrm{\&pi;}$

(3)当相差差分项为：π<|Δφ_ij-Δφ_jk|<2π时，取相差差分项的数值为：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_d=2\mathrm{\&pi;}-|\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{ij}}-\mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{jk}}|$

式中：Δφ_ij为相差的实测值，对于横轴分量有：i＝1，j＝2，k＝3；对于纵轴分量有：i＝5，j＝2，k＝4。

3.如权利要求1所述的测向方法，其特征是按下式计算具有各类运动特性的目标方位：

$\mathrm{tg\&theta;}=\sqrt{\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_{\mathrm{dy}}}{{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&phi;}}}_{\mathrm{dx}}}}$

式中：下标x和y分别表示在横轴和纵轴上的相差差分分量。