CN108594217B - 一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统，能够实现二维闭环跟踪测角，并在保证测角精度的情况下，减少计算量。该系统主要包括如下：接收信号相位矢量生成单元用于采用阵列天线进行信号接收，并构造接收信号相位矢量。方位角/俯仰角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的方位角/俯仰角误差信号滤波输出量作为角频率控制字，利用角度累加器，以方位角/俯仰角初始预测值作为初值，累加获得方位角/俯仰角跟踪值；构造方位角/俯仰左偏角相位矢量以及方位/俯仰右偏角相位矢量。方位角/俯仰角误差鉴别器进行方位角/俯仰角误差鉴别得到方位角/俯仰角误差信号。环路滤波器对方位角以及俯仰角误差信号进行滤波。

Description

一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统

技术领域

本发明涉及微波雷达测量技术领域，具体涉及一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统。

背景技术

对空间目标进行二维角度测量是对空间目标探测与定位的关键。已有的空间目标二维测角方法包括基于导向矢量匹配的二维角度测量方法、基于相位干涉仪的二维角度测量方法、基于子空间理论的二维角度测量方法等。

严琪等在期刊《中国空间科学技术》2013年第5期第43～48页《交会对接微波雷达大范围高精度测角算法》一文中，提出了一种基于相差复矢量匹配的二维角搜索方法，所提方法基于平面阵列对目标水平/垂直二维入射角度进行相关匹配与搜索，实现对目标二维角度的估计，但该方法存在如下不足：第一，由于目标所处空间区域的不确定性，在强噪声背景下该方法容易收敛到相关伪峰上；第二，该方法的角度估计精度由搜索步长所决定，为了提高测角精度，必须减少搜索步长，从而显著增加了该方法的运算量。

刘满朝等在期刊《现代雷达》2018年第2期第44～48页《二维干涉仪测向技术研究》一文中，提出了一种基于相位干涉仪的平面阵二维角度测量方法。该方法通过对接收信号载波相位进行跟踪测量，采用相位干涉方法独立解算出目标的水平入射角和垂直入射角，进而实现了对目标角度的二维测量。但该方法存在如下不足：第一，该方法需要解载波相位模糊，对接收信号信噪比阈值要求高，限制了该方法的应用；第二，该方法仅利用了平面阵中部分阵元的信号相位信息测角，未实现全部阵元接收信息的融合，不利于测角精度的进一步提高。

刁鸣等在期刊《哈尔滨工程大学学报》2006年第4期第593～596页《基于任意形状平面阵列的二维测向技术研究》一文中，提出了一种基于信号协方差矩阵特征值分解的子空间类二维测角方法。该方法首先利用平面阵列的空间数学模型，构造出阵列接收信号的协方差矩阵；然后对协方差矩阵进行特征值分解，构造出信号子空间和噪声子空间；最后对空间谱函数进行峰值搜索，从而估计出信号源的角度。该方法能实现高精度的角度测量，但存在如下不足：第一，该方法对阵元位置的误差非常敏感，对均匀线阵的测向精度和分辨率影响较大；第二，在低信噪比的非理想情况下，该方法的测角效果不佳。

结合上述已有的测角方法，可以看出，目前尚未有一种方法能够实现二维闭环跟踪测角，并在保证测角精度的情况下，减少计算量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统，能够实现二维闭环跟踪测角，并在保证测角精度的情况下，减少计算量。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统，该系统包括接收信号相位矢量生成单元、方位角相位矢量重构单元、俯仰角相位矢量重构单元、方位角误差鉴别器、俯仰角误差鉴别器以及环路滤波器。

接收信号相位矢量生成单元用于采用阵列天线进行信号接收，并构造接收信号相位矢量。

方位角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字，利用角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，以方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出；还用于构造方位左偏角相位矢量以及方位右偏角相位矢量并输出。

俯仰角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字，利用角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，以俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出；还用于构造俯仰左偏角相位矢量以及俯仰右偏角相位矢量并输出。

方位角误差鉴别器，用于分别将方位左偏角相位矢量、方位右偏角相位矢量与接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行方位角误差鉴别得到方位角误差信号。

俯仰角误差鉴别器，用于分别将俯仰左偏角相位矢量、俯仰右偏角相位矢量与接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行俯仰角误差鉴别得到俯仰角误差信号。

环路滤波器，用于对方位角误差信号和俯仰角误差信号进行滤波。

进一步地，方位角相位矢量重构单元包括本地方位角再生NCO模块、方位左偏角相位矢量重构模块和方位右偏角相位矢量重构模块。

本地方位角再生NCO模块包括顺次连接的方位角控制字转化子模块、方位角控制字寄存器以及方位角的角度累加器，方位角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字；方位角控制字寄存器用于存储方位角频率控制字；方位角的角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，从方位角控制字寄存器中读取方位角频率控制字，以方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出。

方位左偏角相位矢量重构模块，用于以方位角跟踪值为方位中心角，计算方位左偏角，依据方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据方位中心角相位矢量构造方位左偏角相位矢量并输出。

方位右偏角相位矢量重构模块，用于以方位角跟踪值为方位中心角，计算方位右偏角，依据方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据方位中心角相位矢量构造方位右偏角相位矢量并输出。

进一步地，俯仰角相位矢量重构单元包括本地俯仰角再生NCO模块、俯仰左偏角相位矢量重构模块和俯仰右偏角相位矢量重构模块。

本地俯仰角再生NCO模块包括顺次连接的俯仰角控制字转化子模块、俯仰角控制字寄存器以及俯仰角的角度累加器；俯仰角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字；俯仰角控制字寄存器用于存储俯仰角频率控制字；俯仰角的角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，从俯仰角控制字寄存器中读取俯仰角频率控制字，以俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出。

俯仰左偏角相位矢量重构模块，用于以俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰左偏角，依据俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据俯仰中心角相位矢量构造俯仰左偏角相位矢量并输出。

俯仰右偏角相位矢量重构模块，用于以俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰右偏角，依据俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据俯仰中心角相位矢量构造俯仰右偏角相位矢量并输出。

进一步地，方位角误差鉴别器中进行方位角误差鉴别时采用归一化右偏减左偏功率鉴别方法。

俯仰角误差鉴别器中进行俯仰角误差鉴别时采用归一化右偏减左偏功率鉴别方法。

进一步地，环路滤波器为一阶环路滤波器，用于滤除方位角误差信号和俯仰角误差信号中的高频谐波分量与相位噪声分量。

有益效果：

本发明提供的俯仰和方位二维联合角跟踪方法，有效融合了平面阵全部阵元的信息进行二维闭环跟踪测角，与传统相位干涉仪测角仅利用垂直向阵元进行俯仰角测量、仅利用水平向阵元进行方位角测量比较而言，可显著提高低信噪比下的测角精度。由于采用闭环跟踪环路进行二维角度测量，与基于二维搜索的角度测量方法而言，本发明提供的方法在同样的测量精度前提下显著降低了运算量。

附图说明

图1为本发明提供的的俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统结构框图；

图2为本发明实施例1所采用的M维十字平面阵二维阵列角度测量示意图；

图3为本发明实施例1所采用的俯仰角/方位角再生NCO模块结构框图；

图4为本发明实施例1所采用的一阶滤波器的组成框图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统，该系统组成如图1所示，包括接收信号相位矢量生成单元、方位角相位矢量重构单元、俯仰角相位矢量重构单元、方位角误差鉴别器、俯仰角误差鉴别器以及环路滤波器。

接收信号相位矢量生成单元用于采用阵列天线进行信号接收，并构造接收信号相位矢量。

方位角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字，利用角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，以方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出；还用于构造方位左偏角相位矢量以及方位右偏角相位矢量并输出。

本发明实施例中，方位角相位矢量重构单元包括本地方位角再生NCO模块、方位左偏角相位矢量重构模块和方位右偏角相位矢量重构模块；

本地方位角再生NCO模块包括顺次连接的方位角控制字转化子模块、方位角控制字寄存器以及方位角的角度累加器，方位角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字；方位角控制字寄存器用于存储方位角频率控制字；方位角的角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，从方位角控制字寄存器中读取方位角频率控制字，以方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出。其中方位角初始预测值可以采用现有的方位角测量方法获得。

方位左偏角相位矢量重构模块，用于以方位角跟踪值为方位中心角，计算方位左偏角，依据方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据方位中心角相位矢量构造方位左偏角相位矢量并输出。

方位右偏角相位矢量重构模块，用于以方位角跟踪值为方位中心角，计算方位右偏角，依据方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据方位中心角相位矢量构造方位右偏角相位矢量并输出。

俯仰角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字，利用角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，以俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出；还用于构造俯仰左偏角相位矢量以及俯仰右偏角相位矢量并输出。

本发明实施例中，述俯仰角相位矢量重构单元包括本地俯仰角再生NCO模块、俯仰左偏角相位矢量重构模块和俯仰右偏角相位矢量重构模块。

本地俯仰角再生NCO模块包括顺次连接的俯仰角控制字转化子模块、俯仰角控制字寄存器以及俯仰角的角度累加器；俯仰角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字；俯仰角控制字寄存器用于存储俯仰角频率控制字；俯仰角的角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，从俯仰角控制字寄存器中读取俯仰角频率控制字，以俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出。其中俯仰角初始预测值可以采用现有的俯仰角测量方法获得。

俯仰左偏角相位矢量重构模块，用于以俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰左偏角，依据俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据俯仰中心角相位矢量构造俯仰左偏角相位矢量并输出。

俯仰右偏角相位矢量重构模块，用于以俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰右偏角，依据俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据俯仰中心角相位矢量构造俯仰右偏角相位矢量并输出。

方位角误差鉴别器，用于分别将方位左偏角相位矢量、方位右偏角相位矢量与接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行方位角误差鉴别得到方位角误差信号。本发明实施例中，方位角误差鉴别器中进行方位角误差鉴别时采用归一化右偏减左偏功率鉴别方法。

俯仰角误差鉴别器，用于分别将俯仰左偏角相位矢量、俯仰右偏角相位矢量与接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行俯仰角误差鉴别得到俯仰角误差信号。本发明实施例中，俯仰角误差鉴别器中进行俯仰角误差鉴别时采用归一化右偏减左偏功率鉴别方法。

环路滤波器，用于对方位角误差信号和俯仰角误差信号进行滤波。本发明实施例中所采用的环路滤波器为一阶环路滤波器，用于滤除方位角误差信号和俯仰角误差信号中的高频谐波分量与相位噪声分量。

本发明提供的俯仰和方位二维联合角跟踪方法，有效融合了平面阵全部阵元的信息进行二维闭环跟踪测角，与传统相位干涉仪测角仅利用垂直向阵元进行俯仰角测量、仅利用水平向阵元进行方位角测量比较而言，可显著提高低信噪比下的测角精度。由于采用闭环跟踪环路进行二维角度测量，与基于二维搜索的角度测量方法而言，本发明提供的方法在同样的测量精度前提下显著降低了运算量。

实施例1

针对上述技术方案，本实施例给出了其中一种可能的实施方式。

接收信号相位矢量生成单元

不失一般性地，本实施例中在接收信号相位矢量生成单元考虑采用M维十字平面阵进行信号的接收，其中M维十字平面阵由两个M维线阵垂直交叉布局构成。M维十字平面位于xOy平面，平面阵几何中心位于坐标原点，各天线阵元坐标为：

(x_i,y_i,z_i＝0)(i＝1,2,…,2M)；

其中(x_i,y_i,z_i＝0)(i＝1,2,…,M)表示水平向各阵元的坐标，(x_i,y_i,z_i＝0)(i＝M+1,M+2,…,2M)表示垂直向各阵元的坐标，考虑目标的俯仰角为α，目标方位角为β，如图2所示，在远场平行波入射条件下，可得各天线阵元接收信号相位关系如下：

式(1)中，λ为载波波长；为相对天线阵几何中心的各阵元接收信号无模糊相位差；分别表示天线阵元坐标x_i、y_i相对λ/2的比值。

同样地，若考虑M元均匀圆形阵列，半径为r，采用球坐标系，坐标系原点位于阵列圆心，目标的俯仰角为α(z轴与目标入射方向的夹角)，目标方位角为β(从x轴沿逆时针方向到目标入射方向在阵列平面投影上的夹角)，在远场平行波入射条件下，各天线阵元接收信号相位关系按照下式(1)计算，后续步骤相同。

令φ_i(α,β)为主值区间位于[-π,π)的天线阵元有模糊相位差，可得

式(2)即为空间目标入射信号相位测量模型。

由此可构造接收信号相位矢量A_s(α,β)如下：

方位角相位矢量重构单元以及俯仰角相位矢量重构单元

本地俯仰角相位矢量重构单元由本地俯仰角再生NCO模块、俯仰左偏角相位矢量重构模块、俯仰右偏角相位矢量重构模块构成。

本地俯仰角再生NCO模块由俯仰角控制字转化单元、俯仰角控制字寄存器和俯仰角的角度累加器组成。

本实施例中，本地俯仰角再生NCO模块工作过程如下：开始时，根据俯仰角初始预测值来预置角度累加器的初值；之后，将环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量转化成俯仰角频率控制字，俯仰角的角度累加器以俯仰角频率控制字为步长作累加运算，得到俯仰角跟踪值之后，以俯仰角跟踪值为俯仰中心角，得到俯仰左偏角和俯仰右偏角(其中θ_d为角度偏移量)，构造俯仰中心角相位矢量；俯仰左偏角相位矢量重构模块、俯仰右偏角相位矢量重构模块分别用于构造俯仰左偏角相位矢量俯仰右偏角相位矢量

类似地，本地方位角相位矢量重构单元由本地方位角再生NCO模块、中心角相位矢量重构模块、左偏角相位矢量重构模块、右偏角相位矢量重构模块构成。本地方位角再生NCO模块由方位角控制字转化单元、方位角控制字寄存器和方位角的角度累加器组成，工作过程如下：开始时，根据方位角初始预测值来预置方位角的角度累加器的初值；之后，将环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量转化成方位角频率控制字，方位角的角度累加器以方位角频率控制字为步长作累加运算，得到方位角跟踪值之后，以方位角跟踪值为方位中心角，得到方位左偏角和方位右偏角(其中θ_d为角度偏移量)，构造方位中心角相位矢量方位左偏角相位矢量重构模块、右偏角相位矢量重构模块分别用于构造方位左偏角相位矢量方位右偏角相位矢量

图3示出了俯仰角/方位角再生NCO单元的组成结构图。

方位角误差鉴别器以及俯仰角误差鉴别器

本发明实施例中，俯仰角误差鉴别器根据俯仰左偏角相位矢量俯仰右偏角相位矢量构造值，分别与接收信号相位矢量A_s(α,β)进行匹配，得到：

式(6)中，分别为俯仰左偏角相位矢量、俯仰右偏角相位矢量与接收信号相位矢量的匹配值。

基于归一化右偏减左偏功率鉴别方法，得到俯仰角误差信号为

同样地，方位角误差鉴别器根据方位左偏角相位矢量方位右偏角相位矢量构造值，分别与接收信号相位矢量A_s(α,β)进行匹配，得到

式(8)中，分别为方位左偏角相位矢量、方位右偏角相位矢量与接收信号相位矢量的匹配值。

基于归一化右偏减左偏功率鉴别方法，得到方位角误差信号为

环路滤波器

本发明实施例中，俯仰/方位环路滤波器的作用分别是滤除角误差信号θ_α,pk、θ_β,_pk中的高频谐波分量与相位噪声分量，滤波器的阶数和带宽决定了其对目标角度的动态响应与噪声性能。不失一般性，本实施例中采用一阶环路滤波器进行俯仰/方位角度误差滤波，如图4所示。

一阶数字角跟踪环滤波器在z域的离散传递函数F(z)为

式中，ω_n为角跟踪环路滤波器的自然角频率ω_n＝2B_L/(ξ+0.25/ξ)，B_L为环路带宽，ξ为环路阻尼系数。

根据式(10)，得到对应角跟踪环路滤波器的时域表达式为

式(11)中，T为环路更新时间；K＝K_dK_v为角跟踪环路总增益，K_d为角误差鉴别器增益，K_v＝1为本地俯仰角/方位角再生NCO的增益；y(n)为环路滤波器的输出，该值作为俯仰角/方位角再生NCO的更新控制字。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上给出具体的数值进行运算说明。

接收信号相位矢量生成单元

本实施例中，设置天线阵列为M＝4的四维十字平面阵(由两个四维线阵垂直交叉布局构成)位于xOy平面。设置载波波长λ＝3cm，天线水平向各阵元的坐标为(x_i,y_i,z_i＝0)(i＝1,2,3,4)，其中设置天线垂直向各阵元的坐标为(x_i,y_i,z_i＝0)(i＝5,6,7,8)，其中设置目标的俯仰角为α＝60°，方位角为β＝60°，在远场平行波入射条件下，可得各天线阵元接收信号相位关系如下：

式(12)中，λ为载波波长；为相对天线阵几何中心的各阵元接收信号无模糊相位差；分别表示天线阵元坐标x_i、y_i相对λ/2的比值，对于水平向阵元，P_xi,P_yi∈{-15,-5,5,15}(i＝1,2,3,4)，对于垂直向阵元，P_xi,P_yi∈{-15,-5,5,15}(i＝5,6,7,8)。

若考虑M＝4的均匀圆形阵列，半径为r＝λ，采用球坐标系，坐标系原点位于阵列圆心，目标的俯仰角为(z轴与目标入射方向的夹角)，目标方位角为(从x轴沿逆时针方向到目标入射方向在阵列平面投影上的夹角)，在远场平行波入射条件下，各天线阵元接收信号相位关系按照下式计算，后续步骤相同。

令φ_i(α,β)为主值区间位于[-π,π)的天线阵元有模糊相位差，可得

由此可构造接收信号相位矢量A_s(α,β)如下：

方位角相位矢量重构单元以及俯仰角相位矢量重构单元

设置俯仰角跟踪值方位角跟踪值角度偏移量θ_d＝0.2°，则俯仰左偏角俯仰右偏角方位左偏角和方位右偏角

首先，以俯仰角跟踪值为中心值，构造俯仰中心角相位矢量A_a,ps(60.1°,59.9°)、俯仰左偏角相位矢量A_a,ls(59.9°,59.9°)、俯仰右偏角相位矢量A_a,rs(60.3°,59.9°)：

同样地，以方位角跟踪值为中心值，构造方位中心角相位矢量A_β,ps(60.1°,59.9°)、方位左偏角相位矢量A_β,ls(60.1°,59.7°)、方位右偏角相位矢量A_β,rs(60.1°,60.1°)：

方位角误差鉴别器以及俯仰角误差鉴别器

根据俯仰左偏角相位矢量A_a,ls(60.1°,59.9°)、俯仰右偏角相位矢量A_a,rs(60.1°,59.9°)构造值，分别与接收信号相位矢量A_s(60°,60°)进行匹配，得到

式(17)中，P_α,ls(60.1°,59.9°)、P_α,rs(60.1°,59.9°)分别为俯仰左偏角相位矢量、俯仰右偏角相位矢量与接收信号相位矢量的匹配值。

基于归一化右偏减左偏功率鉴别方法，得到俯仰角误差鉴别公式为

同样地，根据方位左偏角相位矢量A_β,ls(60.1°,59.9°)、方位右偏角相位矢量A_β,rs(60.1°,59.9°)构造值，分别与接收信号相位矢量A_s(60°,60°)进行匹配，得到

基于归一化右偏减左偏功率鉴别方法，得到方位角误差鉴别公式为

环路滤波器

不失一般性，本实施例采用一阶环路滤波器进行俯仰/方位角度误差滤波。设置环路滤波器带宽B_L＝0.5Hz，环路阻尼系数ξ＝0.4，环路更新时间T＝10μs，角误差鉴别器增益K_d＝10，本地俯仰角/方位角再生NCO的增益K_v＝1，角跟踪环路总增益K＝K_dK_v＝10，角跟踪环路滤波器的自然角频率ω_n＝2B_L/(ξ+0.25/ξ)≈0.975。

一阶数字角跟踪环滤波器在z域的离散传递函数F(z)为

根据式(21)，得到对应角跟踪环路滤波器的时域表达式为

式(22)中，y(n)为环路滤波器的输出，该值作为俯仰角/方位角再生NCO的更新控制字。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空间目标俯仰和方位二维角度闭环跟踪系统，其特征在于，该系统包括接收信号相位矢量生成单元、方位角相位矢量重构单元、俯仰角相位矢量重构单元、方位角误差鉴别器、俯仰角误差鉴别器以及环路滤波器；

所述接收信号相位矢量生成单元用于采用阵列天线进行信号接收，并构造接收信号相位矢量；

所述方位角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字，利用角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，以所述方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出；还用于构造方位左偏角相位矢量以及方位右偏角相位矢量并输出；

所述俯仰角相位矢量重构单元，用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字，利用角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，以所述俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出；还用于构造俯仰左偏角相位矢量以及俯仰右偏角相位矢量并输出；

所述方位角误差鉴别器，用于分别将所述方位左偏角相位矢量、所述方位右偏角相位矢量与所述接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行方位角误差鉴别得到方位角误差信号；

所述俯仰角误差鉴别器，用于分别将所述俯仰左偏角相位矢量、所述俯仰右偏角相位矢量与所述接收信号相位矢量进行匹配获得匹配值，进行俯仰角误差鉴别得到俯仰角误差信号；

所述环路滤波器，用于对所述方位角误差信号和俯仰角误差信号进行滤波。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方位角相位矢量重构单元包括本地方位角再生NCO模块、方位左偏角相位矢量重构模块和方位右偏角相位矢量重构模块；

所述本地方位角再生NCO模块包括顺次连接的方位角控制字转化子模块、方位角控制字寄存器以及方位角的角度累加器，所述方位角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的方位角误差信号滤波输出量作为方位角频率控制字；所述方位角控制字寄存器用于存储所述方位角频率控制字；所述方位角的角度累加器，以方位角初始预测值作为初值，从所述方位角控制字寄存器中读取所述方位角频率控制字，以所述方位角频率控制字作为步长做累加运算，获得方位角跟踪值并输出；

所述方位左偏角相位矢量重构模块，用于以所述方位角跟踪值为方位中心角，计算方位左偏角，依据所述方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据所述方位中心角相位矢量构造方位左偏角相位矢量并输出；

所述方位右偏角相位矢量重构模块，用于以所述方位角跟踪值为方位中心角，计算方位右偏角，依据所述方位中心角构造方位中心角相位矢量，并根据所述方位中心角相位矢量构造方位右偏角相位矢量并输出。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述俯仰角相位矢量重构单元包括本地俯仰角再生NCO模块、俯仰左偏角相位矢量重构模块和俯仰右偏角相位矢量重构模块；

所述本地俯仰角再生NCO模块包括顺次连接的俯仰角控制字转化子模块、俯仰角控制字寄存器以及俯仰角的角度累加器；所述俯仰角控制字转化子模块用于获取环路滤波器的俯仰角误差信号滤波输出量作为俯仰角频率控制字；所述俯仰角控制字寄存器用于存储所述俯仰角频率控制字；所述俯仰角的角度累加器，以俯仰角初始预测值作为初值，从所述俯仰角控制字寄存器中读取所述俯仰角频率控制字，以所述俯仰角频率控制字作为步长做累加运算，获得俯仰角跟踪值并输出；

所述俯仰左偏角相位矢量重构模块，用于以所述俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰左偏角，依据所述俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据所述俯仰中心角相位矢量构造俯仰左偏角相位矢量并输出；

所述俯仰右偏角相位矢量重构模块，用于以所述俯仰角跟踪值为俯仰中心角，计算俯仰右偏角，依据所述俯仰中心角构造俯仰中心角相位矢量，并根据所述俯仰中心角相位矢量构造俯仰右偏角相位矢量并输出。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方位角误差鉴别器中进行方位角误差鉴别时采用归一化左偏减右偏功率鉴别方法，如下式所示：

其中，θ_β,pk为方位角误差信号，分别为方位左偏角相位矢量、方位右偏角相位矢量与接收信号相位矢量的匹配值，为俯仰角跟踪值，为方位角跟踪值；

所述俯仰角误差鉴别器中进行俯仰角误差鉴别时采用归一化左偏减右偏功率鉴别方法，如下式所示：

其中，为俯仰角误差信号，分别为俯仰左偏角相位矢量、俯仰右偏角相位矢量与接收信号相位矢量的匹配值。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环路滤波器为一阶环路滤波器，用于滤除所述方位角误差信号和俯仰角误差信号中的高频谐波分量与相位噪声分量。