CN106772239B - 旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统及其使用方法，本发明提供的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统包括：辐射源信号生成模块、信号采样数据生成模块、大容量存储模块、射频模块B；所述辐射源信号生成模块根据设定的数据时长及信号特征生成空馈脉冲描述字数据，并输出到信号采样数据生成模块，生成空馈信号并发送到大容量存储模块；射频模块B读取所述空馈信号生成射频信号，并将所述射频信号通过天线空馈入定测定位系统的检测天线。通过本发明提供的方案模拟无线空馈定位测试信号。

Description

旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及定位系统的模拟源测试系统，尤其涉及一种旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统及其使用方法。
背景技术
基于旋转基线干涉仪的定位系统通过单基线在旋转条件下测量不同转动角度收到的辐射源信号的相位差，结合定位系统的位置及姿态，实现全视场内辐射源的解模糊定位能力。
该旋转干涉仪定位体制的特殊性要求定位系统的性能及部分功能的测试需要在转台旋转条件下才可以进行。然而，在定位系统的研制过程中，大多数的测试环节不具备转动的条件，尤其考虑到转台的磨损，更无法长时间进行真实转动条件下定位性能的测试。因此，需要通过模拟基线旋转条件下干涉仪两个检测天线收到的空馈信号，以有线的方式将模拟信号馈入基线两端的射频通道，替代真实转台的转动，从而实现基线不转动的条件下，基于旋转基线干涉仪定位系统的定位性能测试。为了实现上述线馈测试，需要模拟基线旋转条件下接收到的空馈信号，该信号的模拟要与干涉仪实时接收到的基线转动角度、定位系统位置及姿态同步，目前尚未有解决针对上述旋转基线干涉仪定位系统的辐射源模拟系统。
发明内容
为了便于对旋转基线干涉仪定位系统的性能进行检测，本发明提供了一种旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统及其使用方法。
本发明提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，包括：辐射源信号生成模块、信号采样数据生成模块、大容量存储模块、射频模块B；所述辐射源信号生成模块根据设定的数据时长及信号特征生成空馈脉冲描述字数据，并输出到信号采样数据生成模块，生成空馈信号并发送到大容量存储模块；射频模块B读取所述空馈信号生成射频信号，并将所述射频信号通过天线空馈入待测定位系统的检测天线。
进一步,还包括：插值模块、相位差生成模块以及脉冲描述字生成模块；所述插值模块针对输入的基线转角、位置和姿态数据，根据所述信号特征中的脉冲重复频率进行插值，获得每个脉冲到达待测定位系统的检测天线时，所对应的基线转角、定位系统的位置及姿态，并输出到相位差生成模块；相位差生成模块根据每个脉冲的频率、辐射源位置及其对应的基线转角、姿态及位置信息，计算出该脉冲所对应的两路线馈信号相位差；脉冲描述字生成模块将插值模块获得的每个脉冲所对应的基线转角、姿态及位置，以及相位差生成模块获得的该脉冲时刻的相位差，在空馈脉冲描述字的基础上，生成线馈脉冲描述字。
进一步,还包括：射频模块A，所述线馈脉冲描述字输出到信号采样数据生成模块，生成线馈信号A和线馈信号B；所述线馈信号A和线馈信号B存储于大容量存储模块；射频模块A读取线馈信号A，射频模块B读取线馈信号B，生成两路相参的射频信号，输入到待测定位系统干涉仪的两路射频输入端口。
进一步,所述空馈脉冲描述字数据包含：每个脉冲的载频、相对到达时间、脉内调制方式、脉宽、带宽以及该脉冲辐射源的位置。
进一步,还包括：场景预存模块、场景数据实时接收模块；所述场景预存模块接收外部输入的基线转角数据文件、轨道数据文件、姿态数据文件，对所述文件进行解析，并向插值模块输入基线转角、姿态和位置信息；所述场景数据实时接收模块与待测定位系统同时通过转角接口、轨道接口、姿态接口连接。
进一步,所述插值模块输入的基线转角、姿态和位置信息有两类来源：1)预存方式，测试时，需要待测定位系统采用相同预存的场景数据；2)实时方式，即测试中实时读取基线的转角、姿态及位置数据，并通过转速、位置外推实现短期上述数据的预测。
进一步,所述相位差生成模块根据公式计算出第t个脉冲所对应的两路线馈信号相位差，其中，d为旋转基线长度，λ为辐射源信号波长，为干涉仪基线单位矢量，θ为脉冲到达待测定位系统时对应的转台转角，为定位系统与辐射源连线的方向矢量，其中，为辐射源位置，为脉冲t到达待测定位系统时定位系统的位置，表示求向量的模。
进一步,所述线馈脉冲描述字数据，在空馈脉冲描述字的基础上，增加了每个脉冲时刻对应的转角、姿态、定位系统位置以及相位差数据。
本发明还提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统的使用方法。
本发明的优点包括：
采用空馈脉冲描述字经过采样数据生成模块和射频模块可以模拟出多种类型的空馈信号，可以用作无线空馈定位测试的模拟信号源。线馈脉冲描述字包含了旋转基线干涉仪的相位差数据，可直接用于算法级测试，同时也可以通过信号采样数据生成模块和射频模块生成多种类型的线馈信号，输入到待测定位系统干涉仪的两路射频输入端口，用作旋转基线干涉仪定位系统有线定位测试的模拟信号源。有线定位测试时，通过旋转基线干涉仪模拟源测试系统生成线馈数据，馈入至待测定位系统进行定位性能测试，期间使旋转干涉仪定位系统的转台保持静止。这个过程快速、便捷，干涉仪保持静止。
附图说明
图1是旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，包括：辐射源信号生成模块、信号采样数据生成模块、大容量存储模块、射频模块B；所述辐射源信号生成模块根据设定的数据时长及信号特征生成空馈脉冲描述字数据，所述空馈脉冲描述字数据包含：每个脉冲的载频、相对到达时间、脉内调制方式、脉宽、带宽以及该脉冲辐射源的位置；并输出到信号采样数据生成模块，生成空馈信号并发送到大容量存储模块；射频模块B读取所述空馈信号进行上变频处理，生成射频信号，并将所述射频信号通过天线空馈入待测定位系统的检测天线，用于模拟无线空馈定位测试信号。所述信号特征中包括脉冲重复频率。
继续参考图1，本发明实施例提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，还包括：插值模块、相位差生成模块以及脉冲描述字生成模块；所述插值模块针对输入的基线转角、位置和姿态数据，根据所述信号特征中的脉冲重复频率进行插值，获得每个脉冲到达待测定位系统的检测天线时，所对应的基线转角、定位系统的位置及姿态，并输出到相位差生成模块；相位差生成模块根据每个脉冲的频率、辐射源位置及其对应的基线转角、定位系统的姿态及位置信息，计算出该脉冲所对应的两路线馈信号相位差；脉冲描述字生成模块将插值模块获得的每个脉冲所对应的基线转角、姿态及位置，以及相位差生成模块获得的该脉冲时刻的相位差，在空馈脉冲描述字的基础上，生成线馈脉冲描述字；线馈脉冲描述字数据可直接用于算法级测试。
本发明实施例提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，还包括：射频模块A，所述线馈脉冲描述字输出到信号采样数据生成模块，生成线馈信号A和线馈信号B；所述线馈信号A和线馈信号B存储于大容量存储模块；射频模块A读取线馈信号A，射频模块B读取线馈信号B，生成两路相参的射频信号，输入到待测干涉仪定位系统的两路射频输入端口，用于模拟旋转基线干涉仪定位系统有线定位测试信号。
继续参考图1，本发明实施例提供旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统还包括：场景预存模块、场景数据实时接收模块；所述场景预存模块接收外部输入的基线转角数据文件、轨道数据文件、姿态数据文件，对所述文件进行解析，并向插值模块输入基线转角、姿态和位置信息；所述场景数据实时接收模块与待测定位系统同时通过转角接口、轨道接口、姿态接口连接。场景预存模块不需要通过与定位系统的接口获取基线转角、姿态和位置信息，而场景数据实时接收模块需要从定位系统获取所述基线转角、姿态和位置信息。
所述插值模块输入的基线转角、姿态和位置信息有两类来源：1)预存方式，测试时，需要待测定位系统采用相同预存的场景数据；2)实时方式，即测试中实时读取基线的转角、姿态及位置数据，并通过转速、位置外推实现短期上述数据的预测。
所述相位差生成模块根据公式计算出第t个脉冲所对应的两路线馈信号相位差，其中，d为旋转基线长度，λ为辐射源信号波长，为干涉仪基线单位矢量，θ为脉冲到达待测定位系统时对应的转台转角，为定位系统与辐射源连线的方向矢量，其中，为辐射源位置，为第t个脉冲到达待测定位系统时定位系统的位置，表示求向量的模。
进一步,所述线馈脉冲描述字数据，在空馈脉冲描述字的基础上，增加了每个脉冲时刻对应的转角、姿态、定位系统位置以及相位差数据。
在采用本发明实施例所提供的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统11在地面对旋转基线干涉仪定位系统12的性能进行检测时，使用于旋转干涉仪定位系统的转台可以保持静止。
本发明实施例提供的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统的使用方法，包括：
步骤一、辐射源信号生成模块依据测试设定的数据时长及信号特征，逐脉冲生成空馈脉冲描述字数据；
步骤二、空馈脉冲描述字数据输入到信号采样数据生成模块，依照采样率要求生成空馈信号，存储于大容量存储模块中；
步骤三、射频模块B读取大容量存储模块中存储的采样数据，通过数模转换及上变频，生成射频信号；
步骤四、将所述射频信号通过天线空馈入待测定位系统的检测天线，用于无线空馈定位测试信号的模拟；
步骤五、插值模块针对预存的或实时接收的基线转角、位置和姿态数据，根据信号特征中的脉冲重复频率进行插值，获得测试场景中每个脉冲到达待测定位系统的检测天线时，所对应的基线转角、定位系统的位置及姿态；
步骤六、相位差生成模块根据每个脉冲的频率、辐射源位置及其到达待测定位系统检测天线时，所对应的基线转角、姿态及位置信息，计算出该脉冲所对应的两路线馈信号相位差；
步骤七、将插值模块获得的每个脉冲所对应的基线转角、姿态及位置，以及相位差生成模块获得的该脉冲时刻旋转干涉仪的相位差，在空馈脉冲描述字的基础上，生成线馈脉冲描述字，可直接用于算法级测试；
步骤八、线馈脉冲描述字数据也可以输入到信号采样数据生成模块中，依照采样率要求，生成两路相同信号特征的基带采样数据，且两路信号相位差满足线馈脉冲描述字中相位差要求，并存储于大容量存储模块中；
步骤九、射频模块A及射频模块B分别读取两路信号的采样数据，通过数模转换及上变频，生成两路相参的射频信号，输入到待测定位系统干涉仪的两路射频输入端口，用于模拟旋转基线干涉仪定位系统有线定位测试信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，包括：辐射源信号生成模块、信号采样数据生成模块、大容量存储模块、射频模块B；所述辐射源信号生成模块根据设定的数据时长及信号特征生成空馈脉冲描述字数据，并输出到信号采样数据生成模块，生成空馈信号并发送到大容量存储模块；射频模块B读取所述空馈信号生成射频信号，并将所述射频信号通过天线空馈入待测定位系统的检测天线还包括：插值模块、相位差生成模块以及脉冲描述字生成模块；所述插值模块针对输入的基线转角、位置和姿态数据，根据所述信号特征中的脉冲重复频率进行插值，获得每个脉冲到达待测定位系统的检测天线时，所对应的基线转角、定位系统的位置及姿态，并输出到相位差生成模块；相位差生成模块根据每个脉冲的频率、辐射源位置及其对应的基线转角、姿态及位置信息，计算出该脉冲所对应的两路线馈信号相位差；脉冲描述字生成模块根据插值模块获得的每个脉冲所对应的基线转角、姿态及位置，以及相位差生成模块获得的该脉冲时刻的相位差，在空馈脉冲描述字的基础上，生成线馈脉冲描述字。
2.依据权利要求1所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于,还包括：射频模块A，所述线馈脉冲描述字输出到信号采样数据生成模块，生成线馈信号A和线馈信号B；所述线馈信号A和线馈信号B存储于大容量存储模块；射频模块A读取线馈信号A，射频模块B读取线馈信号B，生成两路相参的射频信号，输入到待测定位系统干涉仪的两路射频输入端口。
3.依据权利要求1所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，所述空馈脉冲描述字数据包含：每个脉冲的载频、相对到达时间、脉内调制方式、脉宽、带宽以及该脉冲辐射源的位置。
4.依据权利要求1所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，还包括：场景预存模块、场景数据实时接收模块；所述场景预存模块接收外部输入的基线转角数据文件、轨道数据文件、姿态数据文件，对所述文件进行解析，并向插值模块输入基线转角、姿态和位置信息；所述场景数据实时接收模块与待测定位系统同时通过转角接口、轨道接口、姿态接口连接。
5.依据权利要求4所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，所述插值模块输入的基线转角、姿态和位置信息有两类来源：1)预存方式，测试时，需要待测定位系统采用相同预存的场景数据，并实现测试及待测系统之间的同步；2)实时方式，即测试中实时读取基线的转角、姿态及位置数据，并通过转速、位置外推实现短期上述数据的预测。
6.依据权利要求1所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，所述相位差生成模块根据公式计算出第t个脉冲所对应的两路线馈信号相位差，其中，d为旋转基线长度，λ为辐射源信号波长，为干涉仪基线单位矢量，θ为脉冲到达待测定位系统时对应的转台转角，为定位系统与辐射源连线的方向矢量，其中，为辐射源位置，为第t个脉冲到达待测定位系统时定位系统的位置，表示求向量的模。
7.依据权利要求1所述的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统，其特征在于，所述线馈脉冲描述字数据，在空馈脉冲描述字的基础上，增加了每个脉冲时刻对应的转角、姿态、定位系统位置以及相位差数据。
8.权利要求1至7中任意一项所提供的旋转基线干涉仪定位系统的模拟源测试系统的使用方法。
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