CN105467366A - 移动平台协同定位装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了移动平台协同定位装置及系统。所述方法的一具体实施方式包括：带宽接收器，用于测量雷达信号；信号识别器，用于对所述雷达信号进行识别，得到目标属性识别信息；干涉仪，用于测量所述雷达信号的角度信息；信号收发器，用于通过数据链进行数据传递；协同定位器，用于通过所述信号收发器接收和发送所述雷达信号和角度信息，并根据多个所述雷达信号和角度信息计算所述雷达信号的定位数据，根据所述定位数据确定所述雷达信号的位置信息，并对所述雷达信号进行跟踪。该实施方式通过多个移动平台协同定位装置之间通过数据链进行数据传递，提高了数据链的实时传输容量和传输速率，实现了对雷达信号的协同定位。

Description

移动平台协同定位装置及系统

技术领域

本发明涉及移动定位技术，具体涉及移动平台协同定位装置及系统。

背景技术

电子侦察是现代战争中一种特殊的作战手段，对敌目标进行精确快速定位，有助于精确打击武器的使用，为最终摧毁消灭敌对力量提供有力保障。在当前复杂电磁环境中，雷达有源探测面临着强烈的干扰环境，且容易暴露自身目标，导致作战效能受到严重制约。辐射源无源定位是通过目标上辐射源信号的截获、测量获得目标的位置和航迹，它具有作用距离远，隐蔽性好等优点。当前，利用单个运动平台对目标进行长时间的测量，具有定位缺乏实时性，定位周期不稳定，对目标跟踪难度大等不足。

利用多平台协同定位系统，由多个空间分离配置平台上的接收机同时对辐射源信号进行接收处理，确定多个定位曲线或曲面，多个曲线或曲面相交，得到目标的位置，它主要利用不同平台定位曲面之间差异较大这一特点来定位和提高定位精度。具有如下优点：定位速度快、实时性强；能改善和提高跟踪的可靠性和跟踪精度；能使跟踪系统免受反辐射导弹、隐身目标、超低空高速小目标和综合电子干扰等四大方面威胁。

在地面测向定位装备中，通过大容量的数据传输与共享设备实现对多个目标的协同侦察定位已成为现实，但在机载条件下，受战术数据链信息实时传输容量和速率限制，制约了机载协同侦察定位技术的应用，使得当前机载电子侦察定位系统中不具备对目标雷达的远距离协同被动侦察、精确测向、精确定位功能。

发明内容

本申请提供了移动平台协同定位装置及系统，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

一方面，本申请提供了一种移动平台协同定位装置，置于移动设备上，用于移动设备对雷达信号进行协同定位，所述装置包括：

带宽接收器，用于测量雷达信号；

信号识别器，用于对所述雷达信号进行识别，得到目标属性识别信息；

干涉仪，用于测量所述雷达信号的角度信息；

信号收发器，用于通过数据链进行数据传递；

协同定位器，用于通过所述信号收发器接收和发送所述雷达信号和角度信息，并根据多个所述雷达信号和角度信息计算所述雷达信号的定位数据，根据所述定位数据确定所述雷达信号的位置信息，并对所述雷达信号进行跟踪。

上述方案中，所述协同定位器还包括：

速度测量器，用于测量移动设备的实时速度信息。

上述方案中，所述协同定位器还包括：

定位数据计算器，用于根据所述实时速度信息和雷达信号得到对应所述雷达信号的定位数据，所述定位数据包括定位曲面和/或定位曲线。

上述方案中，所述协同定位器还包括：

位置信息计算器，用于根据所述定位数据计算所述雷达信号的位置信息。

上述方案中，所述协同定位器还包括：

信号跟踪器，用于通过所述实时速度信息和定位数据对所述位置信息进行跟踪。

第二方面，本申请提供了一种，所述系统包括多个上述移动平台协同定位装置。

上述方案中，至少两个所述移动平台协同定位装置构成一个协同定位单元，所述协同定位单元包括的所述移动平台协同定位装置通过数据链进行数据传递，实现对雷达信号的协同定位。

本申请提供的移动平台协同定位装置及系统，通过多个移动平台协同定位装置之间通过数据链进行数据传递，提高了数据链的实时传输容量和传输速率，实现了对雷达信号的协同定位。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是实施例1的移动平台协同定位装置；

图2是实施例3的双机协同侦察定位系统整体结构图；

图3是实施例3的协同侦察定位流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例提供了一种移动平台协同定位装置，置于移动设备上，用于移动设备对雷达信号进行协同定位，所述装置包括：

带宽接收器101，用于测量雷达信号；带宽接收器101具备多种瞬时带宽，结合相应的算法，能够实现对雷达信号的高精度测量，实现对雷达信号的远距离被动侦查。

信号识别器102，用于对所述雷达信号进行识别，得到目标属性识别信息；

雷达信号有多种，不同的雷达信号对应不同类型的飞机或飞行器，因此，在得到雷达信号后，还需要对雷达信号进行识别，以确定雷达信号的目标属性识别信息。根据目标属性识别信息进行相应的操作，如向其他设备提供信息支持。

干涉仪103，用于测量所述雷达信号的角度信息；

雷达信号通常不是固定的，同时，移动设备自身的空间位置也在发生变化，因此，需要对雷达信号相对于移动设备的角度进行测量，以实现后续的协同定位。

信号收发器104，用于通过数据链进行数据传递；

信号收发器104能够和数据链建立连接，和连接到同一数据链的其他移动设备进行数据传递。

协同定位器105，用于通过所述信号收发器104接收和发送所述雷达信号和角度信息，并根据多个所述雷达信号和角度信息计算所述雷达信号的定位数据，根据所述定位数据确定所述雷达信号的位置信息，并对所述雷达信号进行跟踪。

由于移动设备自身处于快速移动的状态，其实时传输容量和传输速率有限。而通过信号收发器104能够获得其他移动设备得到的雷达信号和角度信息，使得移动设备在单位时间内得到了更多的实时传输容量和传输速率，并通过雷达信号和角度信息计算所述雷达信号的定位数据，进而得到雷达信号的位置信息，实现对所述雷达信号的跟踪。

本实施例的移动平台协同定位装置，通过多个移动平台协同定位装置之间通过数据链进行数据传递，提高了数据链的实时传输容量和传输速率，实现了对雷达信号的协同定位。

要对雷达信号进行协同定位，首先要对移动设备自身的速度进行测量，因此，所述协同定位器还包括速度测量器，速度测量器用于测量移动设备的实时速度信息。

得到实时速度信息后，就可以将实时速度信息和测得的雷达信号进行比对计算，得到雷达信号相对于移动平台的定位数据。所以，所述协同定位器还包括定位数据计算器，定位数据计算器用于根据所述实时速度信息和雷达信号得到对应所述雷达信号的定位数据，所述定位数据包括定位曲面和/或定位曲线。

每个定位曲面和/或定位曲线对应一个移动设备(即定位曲面和/或定位曲线是移动设备通过测得的雷达信号得到的)，并且定位曲面和/或定位曲线是从一个点(即移动设备)对雷达信号测得的。因此，需要将多个定位曲面和/或定位曲线进行融合，以得到雷达信号的精确位置信息。因此，所述协同定位器还包括位置信息计算器，位置信息计算器用于根据所述定位数据计算所述雷达信号的位置信息。

由于移动设备自身处于运动状态，并且雷达信号也是在随时发生变化，上述得到的雷达信号的位置信息是随时间发生变化的，要实现对雷达信号长时间的定位，需要在得到雷达信号的位置信息后，对雷达信号的位置信息进行跟踪。因此，所述协同定位器还包括：信号跟踪器，用于通过所述实时速度信息和定位数据对所述位置信息进行跟踪。信号跟踪的方法有多种，如，以当前位置信息为中点，通过对移动设备的实时速度信息和定位数据进行测量，对雷达信号的位置信息进行微调，还可以是其他跟踪方法，此处不再赘述。

实施例2

本实施例提供了一种协同定位系统，所述系统包括多个实施例1的所述移动平台协同定位装置。至少两个所述移动平台协同定位装置构成一个协同定位单元，所述协同定位单元包括的所述移动平台协同定位装置通过数据链进行数据传递，实现对雷达信号的协同定位。

实施例3

以下通过一个实际场景对本申请进行详细说明。

本实施例以两架飞机对雷达信号的协同定位为例。为提高机载无源探测定位的精度、缩短定位时间，本发明利用机载数据链实现两机载平台间实时数据共享，两平台协同完成对目标的实时定位和跟踪。

基于数据链的双机协同定位系统的基本原理为：首先，飞机I的导航信息和飞机II的导航信息由雷达侦察设备的侦察任务处理机转发给协同定位设备，两个协同定位设备通过数据链通讯，进行命令和数据的传输；当进行双机协同定位时，协同机(飞机I或飞机II)的协同定位设备将需要定位的雷达辐射源目标信息通过数据链传输给主机(飞机II或飞机I)的协同定位设备，从而完成对辐射源(相当于雷达信号)的协同定位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：高灵敏度宽带数字接收机(相当于带宽接收器101)、辐射源精确识别设备(相当于信号识别器102)、高精度干涉仪测(相当于干涉仪103)、数据链传输设备(相当于信号收发器104)、高精度协同定位设备(相当于协同定位器105)。

(1)高灵敏度宽带数字接收机。数字接收机具备多种瞬时带宽，软件算法采用数字测频算法、数字鉴相算法、信号细微特征分析算法等，实际接收灵敏度达到-70dBm(decibelmv，分贝毫伏)～-76dBm以上。在满足被动探测视距条件的情况下，具备对舰载、地面、机载各种远程警戒雷达的远距离被动侦察探测能力。

(2)辐射源精确识别设备。实现对接收的雷达辐射源信号进行精确识别，确定雷达辐射源的型号或类型，通过对平台雷达辐射源的识别完成对各种作战平台的属性识别，向机载航电系统和武器系统的火控计算机传送雷达辐射源的目标属性识别信息，为反载机导弹武器系统提供打击目标的决策信息。

(3)高精度干涉仪测。干涉仪技术在各种电子侦察系统中得到了广泛应用，在本发明中采用两个干涉仪实现360度全宽开的精测向，测向精度达到0.5～0.8度。

(4)数据链传输设备。双机协同定位中采用自主侦察、匹配协同、合作定位的方式，协同定位双方通过数据链组成传输网络，实现空中平台间目标参数和平台参数信息交互，最终由协同定位设备进行目标位置解算。

(5)高精度协同定位设备。在满足被动侦察系统的定位条件下，在提高测向精度的基础上，采用双机(飞机I和飞机II)交叉定位方法，利用数据链共享侦测信息，实时计算辐射源目标位置，实现高精度的无源协同定位，定位精度达到小于3～4％R(Radian，弧度)。

本发明能提高对辐射源目标的定位速度，实时性强；具有更好的可靠性和跟踪精度，提高了对辐射源目标的定位精度；能使跟踪系统在复杂的电磁环境下免受反辐射导弹、隐身目标、超低空高速小目标和综合电子干扰等威胁，具备更强的生存能力。

图2为本发明所采用的双机协同侦察定位系统整体结构图。系统主要由雷达侦察设备、数据处理模块、协同处理器、机载设备接口、数据分发设备、战术数据链六个部分组成。其中雷达侦察设备用来获取辐射源目标信息，主要包括辐射源的脉冲描述字(PulseDescriptionWord，PDW)特征信息，包括工作模式、频率参数、发射功率、重频参数、方向图及脉宽参数等信息；数据处理模块主要用来完成对获取的数据进行处理，包括平台间位置计算处理、侦察信号截获判断处理、大气衰减处理等；协同处理器主要用于解算辐射源目标的位置及跟踪，主要包括目标匹配融合、目标位置解算、目标跟踪、目标确认等，完成数据的融合处理，形成统一态势图；数据分发设备通过协同交战数据链发送/接收其它飞机侦察到的交战信号和数据；数据链用于传输平台间的交互信息，用于完成协同定位；机载设备接口用来和飞机主控计算机进行通信，同时接收飞机传感器信息。

图3为本申请的双机协同定位系统工作流程图。包括如下步骤：

步骤1、侦察编队起飞后按规划航路飞行，载机上的雷达侦察设备对区域目标进行搜索；

步骤2、作战员可以选择当前截获的一个或多个目标向外发送目标参数，选择后将通过数据链向外发送选定目标参数；

步骤3、本机收到其它飞机的目标参数后，可在本机侦收目标显示画面上进行它机截获标识；

步骤4、作战员可以根据当前态势信息指定并发起对某个截获目标的协同定位；

步骤5、协同定位过程中，协同飞机通过数据链互传协同目标参数；

步骤6、如果需要进行航路规划，由协同发起者进行航路解算，并将解算结果报显控系统进行显示，由作战员通过话音通讯协同航路；

步骤7、满足协同目标位置解算条件后，协同飞机同时进行协同目标位置解算，解算出结果后向外发送本机解算结果并上报本机显控进行显示；

步骤8、由作战员根据协同定位状态决定是否结束协同定位过程或对另一个目标进行协同定位。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种移动平台协同定位装置，置于移动设备上，用于移动设备对雷达信号进行协同定位，其特征在于，所述装置包括：

带宽接收器，用于测量雷达信号；

信号识别器，用于对所述雷达信号进行识别，得到目标属性识别信息；

干涉仪，用于测量所述雷达信号的角度信息；

信号收发器，用于通过数据链进行数据传递；

协同定位器，用于通过所述信号收发器接收和发送所述雷达信号和角度信息，并根据多个所述雷达信号和角度信息计算所述雷达信号的定位数据，根据所述定位数据确定所述雷达信号的位置信息，并对所述雷达信号进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述协同定位器还包括：

速度测量器，用于测量移动设备的实时速度信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述协同定位器还包括：

定位数据计算器，用于根据所述实时速度信息和雷达信号得到对应所述雷达信号的定位数据，所述定位数据包括定位曲面和/或定位曲线。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述协同定位器还包括：

位置信息计算器，用于根据所述定位数据计算所述雷达信号的位置信息。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述协同定位器还包括：

信号跟踪器，用于通过所述实时速度信息和定位数据对所述位置信息进行跟踪。

6.一种协同定位系统，其特征在于，所述系统包括多个权利要求1-5的所述移动平台协同定位装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，至少两个所述移动平台协同定位装置构成一个协同定位单元，所述协同定位单元包括的所述移动平台协同定位装置通过数据链进行数据传递，实现对雷达信号的协同定位。