本發(fā)明涉及干涉儀無源定位領(lǐng)域，尤其是一種快速驗證運動平臺單站干涉儀無源定位功能的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、單站干涉儀無源定位是利用空中運動平臺上安裝的定位系統(tǒng)獲取一段時間內(nèi)輻射源的角度信息序列，通過角度信息序列計算出輻射源相對于空中平臺的角度變化率，實現(xiàn)對輻射源的定位。運動平臺單站干涉儀無源定位原理如下：

2、假設(shè)運動平臺(后文實施例中以載機進行指代)的飛行速度是vo，輻射源在位于一個固定位置p，輻射源與運動平臺處于同個平面，機體系測向角為θ(機頭為0度)，地理系測向角為α(北向為0度)，航向角為η。機動單站無源定位的動力學(xué)原理如圖1所示。

3、角度之間的關(guān)系為：

4、α＝(θ+η)％360??????????????????????????(1)

5、當載機沿著這條航線飛行時，載機與輻射源之間角度變化率為：

6、

7、載機與輻射源之間的距離r為：

8、

9、由干涉儀測向原理可知，相位差φ可以表示為：

10、

11、式中：λ為信號波長，d為干涉儀基線長度。

12、對式(4)求導(dǎo)：

13、

14、將式(6)帶入式(7)，載機與輻射源之間的距離r為：

15、

16、再利用輻射源的地理系方位到達角α，輻射源的位置可以表示為：

17、

18、通過以上的分析可知，通過測量載機直線運動引起的相位變化率和航向變化率可以獲得輻射源目標距離r，再結(jié)合輻射源的地理系方位到達角α，即可確定輻射源的位置(px、py)。

19、依據(jù)上述原理所設(shè)計的用于解算輻射源位置的系統(tǒng)稱之為單站干涉儀無源定位系統(tǒng)。單站干涉儀無源定位系統(tǒng)設(shè)計完成后，在開展機上試飛試驗前，需要完成試驗室桌面驗證。以四天線干涉儀無源定位系統(tǒng)為例，現(xiàn)有的驗證環(huán)境如圖2所示。

20、干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊的功能是：

21、1)產(chǎn)生模擬載機直線飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，按節(jié)拍下發(fā)給干涉儀無源定位系統(tǒng)；

22、2)模擬輻射源產(chǎn)生多路射頻信號，同時能夠根據(jù)載機和輻射源的相對位置，以及干涉儀無源定位系統(tǒng)的基線長度控制各路射頻信號到達不同天線的相位。

23、干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊包括控制軟件單元和5個信號源單元。

24、控制軟件單元的功能是：

25、1)能夠模擬載機直線飛行并產(chǎn)生對應(yīng)的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)；

26、2)能夠按節(jié)拍下發(fā)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)給干涉儀無源定位系統(tǒng)；

27、3)能夠根據(jù)載機和輻射源的相對位置，以及干涉儀無源定位系統(tǒng)4個天線的基線長度計算獲得信號源發(fā)送給4個天線的射頻信號的相位；

28、4)能夠控制4臺信號源單元產(chǎn)生相同頻率、重頻、脈寬和不同相位的射頻信號。

29、信號源單元的功能是產(chǎn)生相同頻率、重頻、脈寬和不同相位的射頻信號。

30、構(gòu)建干涉儀無源定位驗證環(huán)境模塊的信號源單元需支持信號同步和相位可調(diào)，該類信號源單元價格昂貴，且構(gòu)建1套4天線干涉儀無源定位驗證環(huán)境模塊需要5臺該類信號源單元，控制軟件單元對信號源單元的控制算法也比較復(fù)雜，不利于大范圍推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的全部或部分問題，提供一種快速驗證運動平臺單站干涉儀無源定位功能的系統(tǒng)和方法，以提供一個簡單、低成本的干涉儀無源定位驗證環(huán)境模塊，快速驗證單站干涉儀無源定位功能。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種快速驗證運動平臺單站干涉儀無源定位功能的系統(tǒng)，其包括：

4、干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊，被配置為：

5、基于模擬的輻射源的位置產(chǎn)生模擬運動平臺繞圓飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，按節(jié)拍下發(fā)給干涉儀無源定位系統(tǒng)；以及，模擬輻射源產(chǎn)生一路射頻信號，經(jīng)功分器后分別傳遞給所述干涉儀無源定位系統(tǒng)的各天線；

6、比對驗證模塊，被配置為：

7、將所述干涉儀無源定位系統(tǒng)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)解算的輻射源的位置與在所述干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊中模擬的輻射源的位置進行比對驗證。

8、進一步的，所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)包含所模擬的運動平臺的經(jīng)度、維度、高度、航向和速度信息。

9、進一步的，所述干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊包含控制軟件單元和信號源單元；所述控制軟件單元負責(zé)產(chǎn)生所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，并按節(jié)拍下發(fā)給所述干涉儀無源定位系統(tǒng)；所述信號源單元負責(zé)產(chǎn)生所述射頻信號傳遞給所述功分器。

10、進一步的，信號源單元在所述控制軟件單元的控制命令作用下產(chǎn)生所述射頻信號，或者在手動觸發(fā)下產(chǎn)生所述射頻信號。

11、進一步的，所述干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊根據(jù)以下配置產(chǎn)生所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)：

12、接收對模擬的輻射源的位置以及模擬的運動平臺繞該輻射源成圓形飛行的半徑的配置，模擬所述運動平臺的飛行環(huán)境，記錄所述運動平臺在該飛行環(huán)境中飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)。

13、本發(fā)明還提供了一種快速驗證運動平臺單站干涉儀無源定位功能的方法，其包括：

14、基于模擬的輻射源的位置產(chǎn)生模擬運動平臺繞圓飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，按節(jié)拍下發(fā)給干涉儀無源定位系統(tǒng)；

15、模擬輻射源產(chǎn)生一路射頻信號，利用功分器功分處理后分別傳遞給所述干涉儀無源定位系統(tǒng)的各天線；

16、將干涉儀無源定位系統(tǒng)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)解算的輻射源位置與在所述干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊中模擬的輻射源的位置進行比對驗證。

17、進一步的，所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)包含所模擬的運動平臺的經(jīng)度、維度、高度、航向和速度信息。

18、進一步的，通過配置控制軟件單元來產(chǎn)生所述慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，并按節(jié)拍下發(fā)給所述干涉儀無源定位系統(tǒng)；通過配置信號源單元來產(chǎn)生所述射頻信號傳遞給功分器。

19、進一步的，通過配置所述控制軟件單元生成控制指令作用到所述信號源單元來產(chǎn)生所述射頻信號，或者通過手動觸發(fā)所述信號源單元來產(chǎn)生所述射頻信號。

20、進一步的，所述基于模擬的輻射源的位置產(chǎn)生模擬運動平臺繞圓飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，包括：

21、通過配置模擬的輻射源的位置以及模擬的運動平臺繞該輻射源成圓形飛行的半徑來模擬所述運動平臺的飛行環(huán)境，從該飛行環(huán)境中記錄所述運動平臺飛行的慣導(dǎo)數(shù)據(jù)。

22、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

23、與現(xiàn)有的干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊相比，本發(fā)明所提出的方案中的干涉儀無源定位驗證環(huán)境模擬模塊具有以下優(yōu)勢：

24、a)信號源單元由支持相位可調(diào)的信號源改為普通信號源，在信號源的選型上大幅降低了成本；

25、b)信號源單元由多臺改為只需1臺，在信號源數(shù)量上大幅降低了成本；

26、c)不需要單獨編寫算法控制信號源輸出的相位，降低了模塊控制策略的復(fù)雜度。

27、即，簡化后的單站干涉儀無源定位系統(tǒng)驗證環(huán)境模塊降低了成本，簡化了驗證環(huán)境復(fù)雜度，能夠快速的搭建并開展干涉儀無源定位驗證工作。