一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法及裝置，包括：主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，獲得測向矢量信息；分別測量無線電信號(hào)到達(dá)主星和輔星的到達(dá)時(shí)間，將所述到達(dá)時(shí)間相比，獲得時(shí)差測量信息；根據(jù)所述測向矢量信息和所述時(shí)差測量信息，解算出所述目標(biāo)的位置信息；本發(fā)明提出的雙星測時(shí)差測向系統(tǒng)，不僅能夠?qū)罩心繕?biāo)進(jìn)行定位，而且能夠?qū)Φ孛婺繕?biāo)、空間目標(biāo)進(jìn)行定位，在無線電定位領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線電定位【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息化戰(zhàn)爭，誰能優(yōu)先感知戰(zhàn)爭態(tài)勢，誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動(dòng)權(quán)。無線電偵察技術(shù)作為戰(zhàn)爭態(tài)勢感知的手段之一，其在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中起著重要的作用，特別是天基無線電偵察系統(tǒng)具有覆蓋范圍廣、截獲概率高、布置靈活、情報(bào)反應(yīng)速度快、費(fèi)效比高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為各軍事強(qiáng)國的競爭焦點(diǎn)。
[0003]利用天基無線電偵察系統(tǒng)，不僅可以獲得目標(biāo)的無線電特征信息及情報(bào)信息，而且可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位、探知目標(biāo)活動(dòng)規(guī)律。通過融合目標(biāo)的無線電信息與位置信息，能夠提供更加有價(jià)值的軍事情報(bào)。依靠目標(biāo)無線電輻射特征，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位是無線電偵察系統(tǒng)的重要技術(shù)要求之一。
[0004]對(duì)于天基無線電定位系統(tǒng)，按照定位手段，可以分為時(shí)差定位、頻差定位、測頻定位、測相位差定位、測向定位及相互結(jié)合的復(fù)合定位手段。按照系統(tǒng)衛(wèi)星個(gè)數(shù)，可以分為單星定位系統(tǒng)、雙星定位系統(tǒng)、三星定位系統(tǒng)及四星定位系統(tǒng)，前三種定位系統(tǒng)目前研究比較多，主要針對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行定位，而最后一種定位系統(tǒng)可以對(duì)空中目標(biāo)進(jìn)行定位，但是由于系統(tǒng)龐大，目前研究甚少。
[0005]目前，對(duì)空中目標(biāo)的定位系統(tǒng)研究比較欠缺，即使已有一些文獻(xiàn)針對(duì)性的研究了空中目標(biāo)的定位問題，但仍然存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)空中目標(biāo)的定位系統(tǒng)不夠完善的問題。
[0007]本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法，包括:
[0009]步驟A:主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，獲得測向矢量信息；
[0010]步驟B:分別測量無線電信號(hào)到達(dá)主星和輔星的時(shí)間，將到達(dá)時(shí)間相比，獲得時(shí)差測量信息；
[0011]步驟C:根據(jù)所述測向矢量信息和所述時(shí)差測量信息，解算出所述目標(biāo)的位置信
肩、O
[0012]進(jìn)一步地,所述步驟A包括:
[0013]主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，得到主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在天線坐標(biāo)系Sa中
的分量陣列(B1ij)3 = IwmcsK COSfsSinflfs sinftf, a a、分別為矢量ulp在天線測量坐標(biāo)系中的方位角、俯仰角。[0014]進(jìn)一步地，所述步驟C包括:
[0015]根據(jù)主、輔星的實(shí)時(shí)軌道、姿態(tài)參數(shù)及其他已知參數(shù)，獲得主星S1的位置矢量1^在地心赤道慣性坐標(biāo)系Si中的分量陣列(A)1、輔星S2的位置矢量1"2在Si中的分量陣列(r2)i及轉(zhuǎn)換矩陣Ce1、Cb()，、C。，1、Cba，其中，Cei表示Si到地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Se的轉(zhuǎn)換矩陣，Cbo-表示第二軌道坐標(biāo)系S。'到主星本體坐標(biāo)系Sb的轉(zhuǎn)換矩陣，C。，i表示Si到S。'的轉(zhuǎn)換矩陣，Cba表示天線測量坐標(biāo)系Sa到Sb的轉(zhuǎn)換矩陣；
[0016]根據(jù)上述獲得的(ri)1、(r2)i及Ce1、Cb。，、C。，1、Cba,以及主星通過測向得到的主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在Sa中的分量陣列(ulp) a，計(jì)算獲得單位矢量Ulp在Se中的分量陣列(Ulp)e以及矢量巧在Se中的分量陣列(r上、矢量巧在匕中的分量陣列(r2)c；
[0017]根據(jù)主星S1到目標(biāo)的距離rlp以及上述(r上、(Ulp) e，計(jì)算獲得目標(biāo)在Se中的定位結(jié)果(rp)e,即(rp) e=rlp (Ulp)e+Cr1) e, rp表示目標(biāo)的位置矢量。
[0018]進(jìn)一步地，令主星S1到目標(biāo)的距離rlp= ||rp_ri| |，則推導(dǎo)得出
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向方法，其特征在于，包括: 步驟A:主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，獲得測向矢量信息； 步驟B:分別測量無線電信號(hào)到達(dá)主星和輔星的時(shí)間，將到達(dá)時(shí)間相比，獲得時(shí)差測量信息； 步驟C:根據(jù)所述測向矢量信息和所述時(shí)差測量信息，解算出所述目標(biāo)的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括: 主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，得到主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在天線坐標(biāo)系Sa中的分量陣列
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括: 根據(jù)主、輔星的實(shí)時(shí)軌道、姿態(tài)參數(shù)及其他已知參數(shù)，獲得主星S1的位置矢量rι在地心赤道慣性坐標(biāo)系Si中的分量陣列(ri) 1、輔星S2的位置矢量r2在Si中的分量陣列(r2) i及轉(zhuǎn)換矩陣Ce1、Cbo-、C。，1、Cba，其中，Cei表示Si到地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Se的轉(zhuǎn)換矩陣，Cw表示第二軌道坐標(biāo)系S。'到主星本體坐標(biāo)系Sb的轉(zhuǎn)換矩陣，C。，i表示Si到S。'的轉(zhuǎn)換矩陣，Cba表示天線測量坐標(biāo)系Sa到Sb的轉(zhuǎn)換矩陣； 根據(jù)上述獲得的(A) P(A)i及Ce1、cb。，、C。，1、cba，以及主星通過測向得到的主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在Sa中的分量陣列(ulp) a，計(jì)算獲得單位矢量Ulp在Se中的分量陣列(Ulp) e以及矢量A在Se中的分量陣列(r上、矢量巧在匕中的分量陣列(r丄； 根據(jù)主星S1到目標(biāo)的距離rlp以及上述(ri)e、(Ulp)e，計(jì)算獲得目標(biāo)在Se中的定位結(jié)果(rp)e,即(rp)e = rlp (Ulp)e+Cr1) rp 表示目標(biāo)的位置矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 令主星S1到目標(biāo)的距離rlp= I |rp_ri| |，貝_導(dǎo)得出
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，上述C。，i通過如下方法求解: 令S。'的坐標(biāo)軸X。'、Y。'、Z。'的單位矢量分別為i'。、_].' pk'。，根據(jù)S。'的定義，具有如下關(guān)系式:
6.一種應(yīng)用于空中目標(biāo)定位的雙星測時(shí)差測向裝置，其特征在于，包括: 測向模塊，用于控制主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，獲得測向矢量信息； 時(shí)差測量模塊，用于分別測量無線電信號(hào)到達(dá)主星和輔星的時(shí)間，將到達(dá)時(shí)間相比，獲得時(shí)差測量息； 解算模塊，用于根據(jù)所述測向矢量信息和所述時(shí)差測量信息，解算出所述目標(biāo)的位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述測向模塊具體用于，控制主星對(duì)目標(biāo)進(jìn)行無線電測向，得到主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在天線坐標(biāo)系Sa中的分量陣列
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述解算模塊具體用于，根據(jù)主、輔星的實(shí)時(shí)軌道、姿態(tài)參數(shù)及其他已知參數(shù)，獲得主星S1的位置矢量在地心赤道慣性坐標(biāo)系Si中的分量陣列(A)1、輔星S2的位置矢量在51中的分量陣列及轉(zhuǎn)換矩陣C。，1、Cba，其中，Cei表示Si到地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Se的轉(zhuǎn)換矩陣，Cb。，表示第二軌道坐標(biāo)系S。'到主星本體坐標(biāo)系Sb的轉(zhuǎn)換矩陣，C。，i表示Si到S。'的轉(zhuǎn)換矩陣，Cba表示天線測量坐標(biāo)系Sa到Sb的轉(zhuǎn)換矩陣； 根據(jù)上述獲得的(A) P(A)i及Ce1、cb。，、C。，1、cba，以及主星通過測向得到的主星到目標(biāo)的單位矢量Ulp在Sa中的分量陣列(ulp) a，計(jì)算獲得單位矢量Ulp在Se中的分量陣列(Ulp) e以及矢量A在Se中的分量陣列(r上、矢量巧在匕中的分量陣列(r丄； 根據(jù)主星S1到目標(biāo)的距離rlp以及上述(ri)e、(Ulp)e，計(jì)算獲得目標(biāo)在Se中的定位結(jié)果(rp)e,即(rp)e = rlp (Ulp)e+Cr1) rp 表示目標(biāo)的位置矢量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 令主星SI到目標(biāo)的距離rlp=| |rp-ri| |，離則

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，上述C。，i通過如下方法求解: 令S。'的坐標(biāo)軸X。'、Y。'、Z。'的單位矢量分別為i'。、_].' pk'。，根據(jù)S。'的定義，具有如下關(guān)系式:
【文檔編號(hào)】G01S5/02GK103744052SQ201310719514
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】朱建豐, 陸安南 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所