專利名稱：基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無源探測領(lǐng)域，特別涉及一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布 式無源探測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電子干擾日益復(fù)雜的現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，如何進一步提高雷達的“四抗”(抗干 擾、扛低空突防、抗反輻射導(dǎo)彈和抗隱身)能力是研制新體制雷達的重要目標。無源雷達通過天線接收來自目標輻射源的 直射波和外部輻射源照射目標后形成 的反射波或散射波攜帶的信息(包括多普勒頻移、多站接收信號的時間差和到達角等)，經(jīng) 信息處理后完成目標的定位和跟蹤，其自身不發(fā)射任何輻射，所以有低截獲概率特性，在現(xiàn) 代電子戰(zhàn)中對地方隱形飛機、反輻射導(dǎo)彈具有較強的優(yōu)勢和生存能力。由于沒有能量覆蓋 和雜波問題，理論上不存在探測盲區(qū)。這些都使得無源探測設(shè)備具有先天性的綜合“四抗” 能力。如圖1所示，當前傳統(tǒng)探測方式提供的一種無源雷達探測方案，由若干個偵收站 臨時布置于防護區(qū)域構(gòu)成，各個偵收站通過臨時的有線或無線通信方式進行互聯(lián)，所以這 種方式不易大規(guī)模布置，防護區(qū)域有限，對目標的檢測跟蹤能力有限，并且無法實現(xiàn)無人值守。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)方案，以 提供一種易于布置、覆蓋范圍廣、維護費用低、探測可靠性高、人力使用成本低的無源探測 系統(tǒng)方案。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為—種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)，其特征在于，包括 偵收單元、通信鏈路和主控制中心，其中，所述偵收單元包括天線單元、射頻信號處理單 元、基帶信號處理單元、同步授時單元和通信服務(wù)單元；所述主控制中心包括通信服務(wù)單 元、數(shù)據(jù)融合單元、目標定位/跟蹤單元、目標識別單元、綜合顯示控制單元、二次搜索決策 單元和偵收設(shè)備管理單元；所述天線單元，主要接收仰角為30度以上方向的信號；所述射頻信號處理單元，與所述天線單元鏈接，用于接收天線單元接收到的偵測 信號，并將所述偵測信號生成零中頻基帶數(shù)據(jù)，并向所述基帶信號處理單元發(fā)送基帶數(shù) 據(jù)；所述同步授時單元，與基地信號處理單元鏈接，用于接收BD/GPS/GL0NASS衛(wèi)星信 號，并向所述基地信號處理單元發(fā)送時間信息和PPS信號；所述基帶信號處理單元，與射頻信號單元和同步授時單元鏈接，用于接收射頻單 元發(fā)送的基帶數(shù)據(jù)和同步授時單元的時間信息和PPS，根據(jù)PPS對基帶數(shù)據(jù)賦予時間信息，并對所述基帶數(shù)據(jù)進行直達信號和多徑信號抑制，最后進行目標反射信號TOA、FOA、DOA、 AOA等信息提取；其中，該偵收單元還包括RS_232接口、USB接口和Ethernet接口，用于完成所述 信息的傳輸。 其中，該偵收單元還包括模數(shù)處理單元，設(shè)置在所述射頻信號處理單元內(nèi)，用于 將所述天線接收到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中，該偵收單元還包括DDR RAM接口，用于連接DDR RAM和基帶信號處理單元 和用于連接DDR RAM和通信服務(wù)單元，前者用于將所述基帶處理單元的數(shù)據(jù)緩存到DDR RAM 和將所述基帶處理單元的易失性數(shù)據(jù)保存到DDR RAM，后者用于將所述通信服務(wù)單元接收 到的主控中心信息緩存到DDRRAM。其中，該偵收單元還包括FLASH ROM接口，用于連接FLASH ROM和基帶處理單元 和用于連接FLASH ROM和通信服務(wù)單元，前者用于將所述基帶處理單元的非易失性數(shù)據(jù)保 存到FLASH ROM，后者用于將所述通信服務(wù)單元的非易失性數(shù)據(jù)保存到FLASH ROM。其中，所述基帶處理單元上還設(shè)置有JTAG接口、LED接口、3uMAC/PHY接口、PROM 配置接口和硬件用戶DIP轉(zhuǎn)換接口。所述該偵收單元特征還包括布置于蜂窩通信基站附近或與蜂窩移動通信基站共 站架設(shè)，使用所述天線單元偵收蜂窩單元上空目標反射信號，并通過基站El接口接入核心 網(wǎng)。所述通信服務(wù)單元，用于偵收單元與主控制中心的通信，完成偵收單元測量數(shù)據(jù) 的上報和主控制中心信息的下傳；所述通信鏈路，通過移動通信基站控制器接入El接口，提供所述偵收單元與所述 主控制中心的物理鏈接鏈路，實現(xiàn)偵收單元與主控中心的互聯(lián)，用于信息傳輸；所述數(shù)據(jù)融合單元，用于完成多偵收站上傳數(shù)據(jù)的篩選、最優(yōu)組合，并向目標定位 單元傳送篩選組合后的數(shù)據(jù)；所述目標定位/跟蹤單元，接收數(shù)據(jù)融合單元數(shù)據(jù)，完成目標位置解算，目標跟 蹤，并向航跡顯示單元發(fā)送目標位置信息，同時把目標位置信息送至目標識別單元；所述目標識別單元，用于完成目標識別，并向行航跡顯示單元發(fā)送目標類別信 息；所述綜合顯示控制單元，接收目標定位/跟蹤單元的目標位置信息和目標識別單 元的目標類別信息，并完成目標的航跡顯示。所述二次搜索決策單元，接收定位/跟蹤單元的目標信息和綜合顯示控制單元的 指令信息，決策并完成二次搜索信息下發(fā)。所述偵收設(shè)備管理單元，接收各偵收單元的設(shè)備狀況信息，并完成各個偵收單元 的控制和管理。一種基帶信號處理的方法應(yīng)用在基帶處理單元中，所述基帶處理單元包括直達 信號抑制單元、二維相關(guān)處理單元、目標回波信息提取單元；該方法包括步驟直達信號抑制單元根據(jù)偵收信號中強直達信號進行自適應(yīng)直達信號抑制，并向二 維相關(guān)處理單元發(fā)送抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)；二維相關(guān)處理單元根據(jù)所述抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)進行時頻二維互相關(guān)計算，并將計算結(jié)果發(fā)送至目標回波信息提取單元；目標回波信息提取單元根據(jù)所述計算結(jié)果提取目標信息。一種定位/跟蹤的方法應(yīng)用在目標定位/跟蹤單元，所述目標定位/跟蹤單元包括單站Α0Α/Τ0Α定位單元、多站A0A/TD0A定位單元；該方法包括步驟定位/跟蹤單元接收數(shù)據(jù)融合單元送來的測量數(shù)據(jù)，如果測量數(shù)據(jù)僅來自同一偵 收單元則啟動單站Α0Α/Τ0Α定位單元，如果測量數(shù)據(jù)包含來自多個偵收單元則啟動多站 A0A/TD0A定位單元。一種二次搜索的方法應(yīng)用在主控制中心與各個偵收單元，該方法包括步驟偵收單元提取可能的目標信息，上傳主控中心；主控中心對多個偵收單元上傳的上述目標信息進行融合，如滿足目標定位條件， 則計算目標位置、速度等信息，并向可能觀測到該目標的所有偵收單元下發(fā)二次搜索信息， 信息包含目標當前的位置、速度等信息；如不滿足目標確定條件，則根據(jù)上述信息對待確定 目標的真實性、重要程度進行評估，根據(jù)評估結(jié)果作出是否下發(fā)二次搜索信息，如需則二次 搜索信息包含估計的目標位置區(qū)域、估計的目標速度范圍等信息；偵收單元根據(jù)主控中心二次搜索信息，重點搜索目標可能出現(xiàn)區(qū)域。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布 式無源探測系統(tǒng)，通過分布在蜂窩移動通信基站的各偵收單元接收目標信息，利用移動通 信核心網(wǎng)絡(luò)傳輸探測信息，最后在主控中心對各偵收單元上傳信息進行匯算，完成目標定 位、目標跟蹤、目標識別，因此該探測系統(tǒng)是一種基于蜂窩移動通信基站的、分布式的無源 探測系統(tǒng)；本系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的民用設(shè)施具有布置容易、覆蓋區(qū)域廣、維護成本低、偵收 設(shè)備可實現(xiàn)無人值守、人力成本低等優(yōu)點。


圖1為傳統(tǒng)無源探測模式提供的無源探測實施方案示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的無源探測實施方案示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的偵收單元的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的主控中心的邏輯結(jié)構(gòu)原理圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的基帶信號處理的流程圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的定位/跟蹤的流程圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的二次搜索的流程圖。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明提供的實施 例。本發(fā)明實施例提供一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 用于無源探測。該探測系統(tǒng)采用多偵收設(shè)備分布式布置和探測，以及主控中心集中匯算、定 位和跟蹤的方式?！胺植际健钡慕Y(jié)構(gòu)，能最大限度地使探測系統(tǒng)無縫覆蓋整個探測區(qū)域。“中 心匯算”的方式，能最大限度地收集分布在各個區(qū)域的偵收設(shè)備的探測信息。其核心內(nèi)容之一是主控中心和偵收設(shè)備分布式布置的系統(tǒng)組成方式。各偵收設(shè)備完成所在區(qū)域的信號偵收，目標檢測。如圖2，該分布式無源探測系統(tǒng)，包括若干同基站架設(shè)的偵收設(shè)備200和主控中心 201。其中，如圖3所示，所述偵收單元主要200包括天線單元300、射頻信號處理單元301、 GPS/GL0NASS/BD2接收天線302、同步授時單元303、基帶信號處理單元304、通信服務(wù)單元 305等；其中，如圖4所示，所述主控中心201包括通信服務(wù) 單元401、數(shù)據(jù)融合單元402、 定位/跟蹤單元403、目標識別單元404、綜合顯示控制單元405、二次搜索決策單元406和 偵收設(shè)備管理單元407。射頻信號處理單元301接收來自天線單元300接收的CDMA信號，同時把這些信號 變頻到中頻，再將中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號經(jīng)DDC變頻到基帶，最后 將所述基帶信號發(fā)送至基帶信號處理單元304 ；同步授時單元303接收來自GPS/GL0NASS/ BD2接收天線302接收的GPS/GL0NASS/BD2衛(wèi)星信號，根據(jù)所述衛(wèi)星信號進行PVT解算，同 時將秒脈沖PPS和時間信息發(fā)送至基帶信號處理單元304 ；基帶信號處理單元304接收所 述基帶信號、PPS和時間信息，經(jīng)處理后將探測信號發(fā)送至通信服務(wù)單元305。在偵收單元進一步的實施例中，該多該偵收單元還包括DDR RAM(雙倍數(shù)據(jù)速率 內(nèi)存)接口 308，用于連接DDR RAM和所述基帶信號處理單元304，用于將所述基帶信號處理 單元304的數(shù)據(jù)緩存到DDR RAM和將所述基帶信號處理單元304的易失性數(shù)據(jù)保存到DDR RAM0在偵收單元進一步的實施例中，該偵收單元還包括FLASHR0M(閃存)接口 307，用 于連接FLASH ROM和基帶信號處理單元304，用于將所述基帶信號處理單元304的非易失性 數(shù)據(jù)保存到FLASH ROM。用于寫入相應(yīng)的基帶信號處理單元304的固件代碼，防止數(shù)據(jù)丟失。進偵收單元一步的實施例中，所述基帶信號處理單元304上還設(shè)置有JTAG(聯(lián)合 測試工作組)接口 306、LED(發(fā)光二極管)接口、PROM(可編程的存儲器)配置接口和硬件 用戶DIP(雙列直插式封裝)轉(zhuǎn)換接口。JTAG接口，實現(xiàn)硬件調(diào)試和便捷掃描配置。PROM 配置接口，實現(xiàn)程序的非易失性配置。該基帶信號處理單元304上還設(shè)置有LED接口，指示 各個硬件的狀態(tài)。進偵收單元一步的實施例中，同步授時單元303還向射頻信號處理單元301輸出 IOMHz時鐘，以實現(xiàn)射頻信號處理單元301時鐘鎖定。本發(fā)明實施還提供一種信號處理方法，應(yīng)用在基帶信號處理單元304中，所述基 帶處理單元包括直達信號抑制單元、時頻二維相關(guān)處理單元、目標回波信息提取單元；如 圖5所示，該方法包括步驟所述直達信號抑制單元501根據(jù)偵收信號中強直達信號進行自適應(yīng)直達信號抑 制，并向時頻二維相關(guān)處理單元發(fā)送抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)；所述時頻二維相關(guān)處理單元502根據(jù)所述抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)進行時頻 二維互模糊計算，并將計算結(jié)果發(fā)送至目標回波信息提取單元；所述目標回波信息提取單元503根據(jù)所述計算結(jié)果提取目標信息。本發(fā)明實施還提供一種定位/跟蹤的方法應(yīng)用在目標定位/跟蹤單元，所述目標 定位/跟蹤單元包括單站Α0Α/Τ0Α定位單元、多站A0A/TD0A定位單元；如圖6所述，該方 法包括步驟
601 定位/跟蹤單元接收數(shù)據(jù)融合單元送來的測量數(shù)據(jù)。602 若測量數(shù)據(jù)僅來自同一偵收單元則啟動單站Α0Α/Τ0Α定位單元，若測量數(shù)據(jù) 包含來自多個偵收單元則啟動多站A0A/TD0A定位單元。本發(fā)明實施還提供一種二次搜索的方法應(yīng)用在主控制中心與各個偵收單元，如圖 7所示，該方法包括步驟701 偵收單元提取可能的目標信息，上傳主控中心； 702:主控中心對多個偵收單元上傳的上述目標信息進行融合，如滿足目標定位條 件，則計算目標位置、速度等信息，并向可能觀測到該目標的所有偵收單元下發(fā)二次搜索信 息，信息包含目標當前的位置、速度等信息；如不滿足目標確定條件，則根據(jù)上述信息對待 確定目標的真實性、重要程度進行評估，根據(jù)評估結(jié)果作出是否下發(fā)二次搜索信息，如需則 二次搜索信息包含估計的目標位置區(qū)域、估計的目標速度范圍等信息；703:偵收單元根據(jù)主控中心二次搜索信息，重點搜索目標可能出現(xiàn)區(qū)域。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的無源探測 系統(tǒng)進行了詳細介紹，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改 變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)，其特征在于，包括偵收單元、通信鏈路和主控制中心，其中，所述偵收單元包括天線單元、射頻信號處理單元、基帶信號處理單元、同步授時單元和通信服務(wù)單元；所述主控制中心包括通信服務(wù)單元、數(shù)據(jù)融合單元、目標定位/跟蹤單元、目標識別單元、綜合顯示控制單元、二次搜索決策單元和偵收設(shè)備管理單元；所述天線單元，主要接收仰角為30度以上方向的信號；所述射頻信號處理單元，與所述天線單元鏈接，用于接收天線單元接收到的偵測信號，并將所述偵測信號生成零中頻基帶數(shù)據(jù)，并向所述基帶信號處理單元發(fā)送基帶數(shù)據(jù)；所述基帶信號處理單元，與射頻信號單元和同步授時單元鏈接，用于接收射頻單元發(fā)送的基帶數(shù)據(jù)和同步授時單元的時間信息和PPS，根據(jù)PPS對基帶數(shù)據(jù)賦予時間信息，對所述基帶數(shù)據(jù)進行直達信號和多徑信號抑制，并進行目標反射信號TOA、FOA、DOA、AOA等信息提??；所述通信服務(wù)單元，用于偵收單元與主控制中心的通信，完成偵收單元測量數(shù)據(jù)的上報和主控制中心信息的下傳；所述通信鏈路，通過移動通信基站控制器接入E1接口，提供所述偵收單元與所述主控制中心的物理鏈接鏈路，實現(xiàn)偵收單元與主控中心的互聯(lián)，用于信息傳輸；所述數(shù)據(jù)融合單元，用于完成多偵收站上傳數(shù)據(jù)的篩選、最優(yōu)組合，并向目標定位單元傳送篩選組合后的數(shù)據(jù)；所述目標定位/跟蹤單元，接收數(shù)據(jù)融合單元數(shù)據(jù)，完成目標位置解算，目標跟蹤，并向航跡顯示單元發(fā)送目標位置信息，同時把目標位置信息送至目標識別單元；所述目標識別單元，用于完成目標識別，并行航跡顯示單元發(fā)送目標類別信息；所述綜合顯示控制單元，接收目標定位/跟蹤單元的目標位置信息和目標識別單元的目標類別信息，并完成目標的航跡顯示。所述二次搜索決策單元，接收定位/跟蹤單元的目標信息和綜合顯示控制單元的指令信息，決策并完成二次搜索信息下發(fā)。所述偵收設(shè)備管理單元，接收各偵收單元的設(shè)備狀況信息，并完成各個偵收單元的控制和管理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述的偵收單元布置于蜂窩通信基站附近或與蜂窩移動通信基站共站架設(shè)， 使用所述天線單元偵收蜂窩單元上空目標反射信號，并通過基站El接口接入核心網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述的偵收單元還包括RS_232接口、USB接口和Ethernet接口，用于完成所 述信息的傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述的偵收單元還包括模數(shù)處理單元，設(shè)置在所述射頻信號處理單元內(nèi)，用 于將所述自適應(yīng)波束形成天線接收到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述的偵收單元還包括DDR RAM接口，用于連接DDR RAM和基帶信號處理單 元和用于連接DDR RAM和通信服務(wù)單元，前者用于將所述基帶處理單元的數(shù)據(jù)緩存到DDRRAM和將所述基帶處理單元的易失性數(shù)據(jù)保存到DDR RAM，后者用于將所述通信服務(wù)單元接 收到的主控中心信息緩存到DDR RAM。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述的偵收單元還包括FLASH ROM接口，用于連接FLASH ROM和基帶處理單 元和用于連接FLASH ROM和通信服務(wù)單元，前者用于將所述基帶處理單元的非易失性數(shù)據(jù) 保存到FLASH ROM，后者用于將所述通信服務(wù)單元的非易失性數(shù)據(jù)保存到FLASH ROM。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)， 其特征在于，所述基帶處理單元上還設(shè)置有JTAG接口、LED接口、3u MAC/PHY接口、PROM配 置接口和硬件用戶DIP轉(zhuǎn)換接口。
8.一種基帶信號處理的方法，其特征在于，應(yīng)用在基帶處理單元中，所述基帶處理單元 包括直達信號抑制單元、時頻二維相關(guān)處理單元、目標回波信息提取單元；該方法包括步 驟直達信號抑制單元根據(jù)偵收信號中強直達信號進行自適應(yīng)直達信號抑制，并向時頻二 維相關(guān)處理單元發(fā)送抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)；時頻二維相關(guān)處理單元根據(jù)所述抑制直達信號后的基帶數(shù)據(jù)進行時頻二維互模糊計 算，并將計算結(jié)果發(fā)送至目標回波信息提取單元；目標回波信息提取單元根據(jù)所述計算結(jié)果提取目標信息。
9.一種定位/跟蹤的方法，其特征在于，應(yīng)用在目標定位/跟蹤單元，所述目標定位/ 跟蹤單元包括單站Α0Α/Τ0Α定位單元、多站A0A/TD0A定位單元；該方法包括步驟定位/跟蹤單元接收數(shù)據(jù)融合單元送來的測量數(shù)據(jù)，如果測量數(shù)據(jù)僅來自同一偵收單 元則啟動單站Α0Α/Τ0Α定位單元，如果測量數(shù)據(jù)包含來自多個偵收單元則啟動多站AOA/ TDOA定位單元。
10.一種二次搜索的方法，其特征在于，應(yīng)用在主控制中心與各個偵收單元，該方法包 括步驟偵收單元提取可能的目標信息，上傳主控中心；主控中心對多個偵收單元上傳的上述目標信息進行融合，如滿足目標定位條件，則計 算目標位置、速度等信息，并向可能觀測到該目標的所有偵收單元下發(fā)二次搜索信息，信息 包含目標當前的位置、速度等信息；如不滿足目標確定條件，則根據(jù)上述信息對待確定目標 的真實性、重要程度進行評估，根據(jù)評估結(jié)果作出是否下發(fā)二次搜索信息，如需則二次搜索 信息包含估計的目標位置區(qū)域、估計的目標速度范圍等信息；偵收單元根據(jù)主控中心二次搜索信息，重點搜索目標可能出現(xiàn)區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的分布式無源探測系統(tǒng)，包括偵收單元、通信鏈路和主控制中心，其中，所述偵收單元包括天線單元、射頻信號處理單元、基帶信號處理單元、同步授時單元和通信服務(wù)單元；所述主控制中心包括通信服務(wù)單元、數(shù)據(jù)融合單元、目標定位/跟蹤單元、目標識別單元、綜合顯示控制單元、二次搜索決策單元和偵收設(shè)備管理單元。本發(fā)明提供的基于蜂窩移動通信基站及其網(wǎng)絡(luò)的無源探測系統(tǒng)具有易于廣泛布置，覆蓋范圍廣泛、具有良好的抗毀性和隱蔽性。
文檔編號G01S19/10GK101986169SQ20101024944
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者張繼宏 申請人:重慶星熠導(dǎo)航設(shè)備有限公司