激光有源干擾的對抗方法
【專利摘要】本發明公開了一種激光有源干擾的對抗方法，所述激光定位跟蹤系統包括發射器和接收器，所述方法包括：發射器按有限位隨機周期編碼方式對激光探測信號進行編碼，以使一個編碼周期內的各激光探測脈沖之間的間隔隨機變化；發射器在各個激光探測脈沖上引入隨機相移δi，以使激光探測脈沖具有可變的相位差，其中，從隨機相移序列中為各個激光探測脈沖分配一個隨機相移值，該隨機相移序列中任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期t0。根據本發明的實施例的激光定位跟蹤系統的激光有源干擾的對抗方法和系統對目前常見的三種激光有源干擾方式及其復合干擾方式均具有很好的應對效果。
【專利說明】激光有源干擾的對抗方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種在激光定位中對抗激光干擾的系統和方法，尤其涉及一種在激光定位中對抗激光有源干擾的系統和方法。
【背景技術】
[0002]在激光定位跟蹤系統中，發射器(目標指示器)向目標發射激光，接收器接收從目標反射的激光，此時可能會遇到惡意的人為干擾，或者遇到惡劣的自然環境的干擾，導致通信無法正常進行，從而無法正常定位。例如，在利用激光對海上的待救援船只進行定位或者在對高危場合場中的對象進行定位時，如果遇到干擾，可能導致無法定位待援對象，會導致造成巨大的人員和財產損失。
[0003]另外，在激光制導武器利用激光進行定位跟蹤時，同樣也會遇到干擾的問題。目前的激光制導武器大多數采用激光半主動尋的制導方式，其制導過程為:位于載機或地面上的激光目標指示器向目標發射預先設定編碼的脈沖激光束，激光導引頭(接收器)接收從目標反射的激光信號，按照預定方式進行解碼，然后鎖定目標，并輸出目標方位指示信息，從而引導制導武器飛向目標。
[0004]下面具體說明激光定位跟蹤系統探測與干擾原理及信號路徑。
[0005]如圖1所示，激光發射器10向真實目標發出激光探測信號，該信號經真實目標漫反射后，一部分信號進入激光接收器20探測范圍，經過激光接收器20的光學系統處理后匯聚到四象限激光探測器上，轉換為脈沖指示信號，經過信號處理模塊后形成目標方位指示信號。在這樣的探測方式下，激光接收器20需實時同步、接收并識別激光探測脈沖信息，而這個階段正是接收器20容易被干擾的最薄弱時機。
[0006]如圖1所示，當激光干擾機30存在時，激光干擾機30也會同時截獲由真實目標漫反射的部分激光信號，激光干擾機30實時對截獲的信號進行識別、模擬或轉發，形成干擾照射信號，向干擾目標發射或直接向激光接收器20發射。因為激光干擾機30發送的干擾信號功率一般比真實目標反射的信號功率大，且編碼特性一致，所以能夠對正常目標探測信號的接收形成有效干擾，從而誘使激光接收器錯誤地指向干擾目標或激光干擾機30所在的位置，最終導致激光定位跟蹤系統完全失效。
[0007]目前，對激光接收器實施干擾的可能方式有以下幾種:致盲、無源干擾(如阻斷光路)和有源干擾等。其中，致盲是指通過高能量激光束照射接收器、從而直接毀傷接收器內部激光探測器的干擾方式，雖然該干擾方式在實施過程中存在較大的困難，但激光定位跟蹤系統對此類干擾無能為力。無源干擾，是指根據激光信號傳輸特性實時切斷信息通路的、人為的或者自然的干擾方式，如煙幕阻隔、森林火場的濃煙、海上的濃霧等，激光定位跟蹤系統對于此類干擾亦無有效的對抗手段。鑒于依靠現有的科技水平，對致盲、無源干擾不能實現有效的對抗手段，因此，本申請的目的就在于如何對抗有源干擾。
[0008]有源干擾或稱有源欺騙式干擾，是指在目標附近放置干擾激光器，向接收器的有效視場范圍內發射激光干擾信號，誘使激光定位系統錯誤定位目標的干擾方式。有源干擾主要包括同步轉發、應答欺騙和高重頻等方式。
[0009]現有技術中有一種對抗高重頻干擾的方式，具體地說，是一種先由接收器完成識別高重頻周期后進行反方向脈沖補償的方法。該方法在實施過程中存在較大的技術難題，特別是當干擾激光器采用高頻隨機編碼方式時，該方法根本無法奏效，且在一般激光定位跟蹤系統中難以應用。
[0010]目前，現有技術中還沒有出現能夠非常有效地對抗同步轉發干擾、應答欺騙干擾、激光高重頻干擾的措施，尤其是沒有出現能夠對抗三種干擾的復合干擾方式的方案。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于提供一種能夠有效對抗激光有源干擾的系統和方法。
[0012]根據本發明的實施例的一個方面，提供一種用于在激光定位跟蹤系統中對抗激光有源干擾的方法，所述激光定位跟蹤系統包括發射器和接收器，所述方法包括:發射器按有限位隨機周期編碼方式對激光探測信號進行編碼，以使一個編碼周期內的各激光探測脈沖之間的間隔隨機變化；然后，發射器在各個激光探測脈沖上繼續引入隨機相移值δ i，以使激光探測脈沖具有可變的相位差，其中，根據隨機相移序列為各個激光探測脈沖分配一個隨機相移值，該隨機相移序列中的任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期
[0013]所述方法還包括:發射器生成偽隨機信號并將該偽隨機信號與探測信號進行疊加，進而生成偽隨機周期編碼激光信號。
[0014]設TiQ≤i≤ N)為探測信號一個編碼周期內第i個探測脈沖的輸出時刻，則第i+Ι個探測脈沖的輸出時刻Ti+1滿足:
[0015]Ti+1 = Ti+ Δ Ti = Tfmit。+ δ i
[0016]其中，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1 (有一種通俗的說法直接將N稱為有限位隨機編碼的編碼周期)，ATi = Hiit0+ δ ρ
[0017]Hii為輸出一個探測脈沖而設定的從第i個探測脈沖到第i+Ι個探測脈沖需要經歷的干擾脈沖最小周期的數量，Hli取值為隨機自然數，且須能夠滿足接收器的信號處理實時性要求，δ i為施加到第i+Ι個探測脈沖上的隨機相移值。
[0018]其中，設第i個激光探測脈沖與第i+Ι個激光探測脈沖之間輸出的偽隨機脈沖為第i+Ι組偽隨機脈沖，則第i+Ι組偽隨機脈沖中的第k個偽隨機脈沖輸出時刻為:τ i+1,k =Ti+kt0+ δ ρ (I ≤ k < Hli)，并且I1 = ，其中，k 為自然數。
[0019]其中，第i+Ι組偽隨機脈沖中包括輸出振幅等于O的偽隨機脈沖，但至少包括一個振幅不為O的偽隨機脈沖。
[0020]其中，在激光定位跟蹤系統工作之前由系統實時產生ATi序列參數并將該參數同時裝訂到發射器和接收器中。
[0021]其中，接收器采用實時型波門方案。
[0022]所述方法還包括:在完成探測信號識別鎖定前，接收器需直接獲取進入激光探測器的所有脈沖信號，按照ATi序列參數要求并按照滑動模板匹配方式逐個匹配已接收脈沖信號，直至完成至少一個編碼周期的探測脈沖全部匹配，此后就能夠確定首脈沖并完成時間同步。[0023]所述方法還包括:在確定首脈沖和完成時間同步后，接收器按照ATi序列預估下個探測脈沖的到來時刻，并實時開啟波門進行信號接收。
[0024]所述方法還包括:在完成探測信號識別和變換后，使用軟件濾波以進一步剔除干擾信號的影響。
[0025]所述方法還包括:當在一個編碼周期中的一個或幾個脈沖的模板匹配失敗時，接收器一方面立即啟動探測信號的快速重捕操作，另一方面應在后續一段時間內繼續按照已匹配的序列規律繼續控制波門進行探測信號的搜索。
[0026]所述方法還包括:接收器在一個波門時間范圍內只選用第一組完全匹配的序列作為探測脈沖序列，其余的作為轉發式干擾信號進行剔除。
[0027]所述方法還包括:Λ Ti序列由激光定位跟蹤系統每次開始定位跟蹤工作之前實時解算獲得，并通過數據裝訂的方式下發給接收器和發射器，從而保證ATi序列的完全隨機特性。
[0028]根據本發明的實施例的另一個方面，提供了一種能夠對抗激光有源干擾的激光定位跟蹤系統，所述激光定位跟蹤系統包括發射器和接收器，其中，發射器按有限位隨機周期編碼方式對激光探測信號進行編碼，以使一個編碼周期內的各激光探測脈沖之間的間隔隨機變化；發射器還在各個激光探測脈沖上繼續引入隨機相移值δ i，以使激光探測脈沖具有可變的相位差，其中，根據隨機相移序列為各個激光探測脈沖選取相應的隨機相移值，該隨機相移序列中任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期h，發射器將最后產生的激光探測編碼信號發射到目標上，接收器接收從目標反射的激光激光探測編碼信號。
[0029]發射器生成偽隨機信號并將該偽隨機信號與探測信號進行疊加，進而生成偽隨機周期編碼激光信號。
[0030]設TiQ≤i≤N)為探測信號一個編碼周期內第i個探測脈沖輸出時刻，則第i+1個探測脈沖的輸出時刻Ti+1滿足:
[0031]Ti+1 = Ti+ATi = Tfmit0+ δ i7
[0032]其中，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1 (有一種通俗的說法直接將N稱為有限位隨機編碼的編碼周期)，Hli為輸出一個探測脈沖而設定的從第i個探測脈沖到第i + Ι個探測脈沖需要經歷的干擾脈沖最小周期的數量,Hli取值為隨機自然數，且須能夠滿足接收器信號處理實時性要求，δ i為施加到第i+Ι個探測脈沖上的隨機相移值。
[0033]接收器采用實時型波門方案。
[0034]接收器在一個波門時間范圍內只選用第一組完全匹配的序列作為探測脈沖序列，其余的作為轉發式干擾信號進行剔除。
[0035]Δ Ti序列由激光定位跟蹤系統每次開始定位跟蹤工作之前實時解算獲得，并通過數據裝訂的方式下發給接收器和發射器，以保證ATi序列的完全隨機特性。
[0036]本發明對激光定位跟蹤系統可能面臨的激光干擾現狀進行了分析，針對激光有源干擾的三種常用方式提供了一種新型的激光有源干擾的對抗系統和方法。在根據本發明的實施例的技術方案中，采用實時生成有限隨機編碼的方案來增加探測信號編碼的復雜性，并采用疊加隨機信號的來增加探測信號的隱蔽性，從而有效地提高了探測信號編碼的破解難度，降低了干擾機使用應答式干擾的可能性；采用探測信號輸出相位隨機變化的方式，使得探測信號波形特征明顯區別于高重頻干擾信號波形特征，從而有效地避免了被高重頻干擾信息覆蓋的可能性；采用實時波門且只識別波門內第一個匹配序列作為有效探測信息的方法，有效地抑制了轉發式干擾的影響。由此可見，根據本發明的實施例的激光定位跟蹤系統的激光編碼方案對目前常見的三種激光有源干擾方式及其復合干擾方式均具有很好的應對效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]通過下面結合示例性地示出一例的附圖進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0038]圖1是激光定位跟蹤系統的探測與干擾的原理示意圖。
[0039]圖2示出了高重復頻率激光干擾信號進入波門的過程。
[0040]圖3示出了從目標指示器發出的探測信號脈沖序列無法對抗高重頻干擾的原因。
[0041]圖4示出了相位按約定規律變化的探測信號脈沖與高重復頻率激光干擾信號的互相影響。
【具體實施方式】
[0042]以下，參照附圖來詳細說明本發明的實施例。
[0043]首先將介紹三種激光干擾方式的主要機理以及本發明如何應對這三種激光干擾方式的主要思路。
[0044]同步轉發式干擾的機理是在激光目標指示器照射目標的過程中，激光干擾機對激光探測信號的相關參數進行識別。目標指示器每發射一個激光脈沖，干擾機都會進行截獲，并立即向假目標發射一個干擾脈沖。然后假目標將該干擾脈沖反射到導引頭上，或者在假目標上設置有干擾激光器，這些干擾激光器直接朝導彈上的導引頭發射干擾脈沖。假目標反射或發射的干擾信號和探測信號的編碼特征完全一致，只是存在時間上的滯后，滯后量主要取決于激光干擾機的出光延時。
[0045]針對同步轉發式干擾信號與探測信號之間存在時間滯后的特點，對抗同步轉發式激光干擾一般只需采用波門內只處理首脈沖的方法。對于一般的激光探測系統，接收器為了提高系統的抗干擾性能，引入“波門”概念。即接收器根據目標探測信號編碼特性，預計下一時刻探測信號脈沖接收時刻，來設定接收器內部信號處理運算單元的開啟和關閉，實現對接收器內部激光探測器輸出信號的選擇性接收和處理。波門寬度即表示接收器內部信號處理運算單元的單次工作時間。波門寬度(一般不大于30us)相對于有效探測信號脈沖周期(一般不小于50ms)為非常小量，從而可以有效地提高系統的抗干擾性能。
[0046]應答式干擾是激光干擾機利用先進的信號處理系統，迅速對激光目標指示器探測信號的重復頻率和脈沖編碼進行識別，并根據識別出的相關參數，以某一時刻的探測信號脈沖為同步點，預測下一脈沖發射時刻，并略微超前地向假目標發射相同編碼和重頻的激光脈沖信號。這樣所產生的干擾信號不僅能先于探測信號被接收器接收，而且其編碼特征與探測信號完全相同，從而使得探測器根本無法區分。
[0047]應答式干擾必須要求激光干擾機能夠完成對探測信號編碼參數的識別。因此，本發明對抗應答式干擾的策略主要在于增加干擾機識別探測信號參數的難度上。具體措施為:一方面從技術上提高探測信號編碼復雜性和隱蔽性，延長信號特征的識別時間；另一方面從戰術上縮短每次激光目標指示器工作時間。
[0048]高重頻干擾是指激光干擾機識別探測信號的激光脈沖的能量、脈寬和波長等參數后，以一定功率、高重復頻率和編碼方式向導引頭連續發送激光脈沖的干擾方式，該方式要求干擾脈沖頻率足夠高，以保證在激光導引頭每次波門開啟時間內至少有一個干擾脈沖進入波門，從而導致接收器無法有效區分出探測信號和干擾信息。
[0049]目前，高重頻激光干擾信號頻率可以達到500kpps以上，而探測信號激光編碼頻率僅為10~40pps，接收器波門開啟時間一般為10~30US。這里取高重頻頻率為lOOkpps，波門時間取20us。圖2給出了高重頻激光干擾信號進入波門的過程。圖2中實線框代表波門，長實線代表探測信號脈沖，虛線代表干擾信號脈沖。圖2中，(a)表示波門開啟時間，(b)表示探測脈沖信號，(c)表示高重頻激光干擾信號，(d)表示波門內接收的信號。由于干擾信號頻率相對很高，即使干擾機未識別探測信號編碼規律，在波門開啟時間總有至少I個干擾脈沖能夠進入而導致波門作用失效，從而達到干擾的目的。 [0050]無論采用何種激光編碼方式，激光目標指示器輸出的探測信號脈沖序列總可以看作是由更高基準頻率(激光干擾機所能達到的頻率)的脈沖信號調制后的輸出，如圖3中的(b)所示，細短線表示激光目標指示器的高頻載波信號的時間周期特性，粗長線表示實際輸出的探測脈沖信號，探測脈沖輸出相位是固定的。一旦高重頻干擾機識別激光目標指示器輸出的基準頻率后，干擾機使用所述基準頻率或其倍頻實施高重頻壓制，則因探測信號與干擾信號具有固定的相位差，從而接收器無法識別出探測信號，如圖3中的(d)所示，這正是現有技術的接收器無法對抗高重頻干擾的主要原因。
[0051]如果能夠使得目標指示器探測信號輸出相位按照約定規律進行變化，則將使得探測脈沖與干擾信號的相位差發生變化，如圖4所示，此時干擾信號與探測信號不再具有相同的編碼規律，那么就可以通過滑動模板等信號匹配方式來實現對探測脈沖的有效識別，從而消除高重頻干擾的影響。
[0052]當然，干擾信號與探測脈沖完全重疊的情況不可避免，但是該情況是偶發的，干擾信號最終表現為接收器獲取的目標指示信號中的高頻隨機干擾，可以在接收器后續數據處理中進行濾波消除。
[0053]下面具體介紹根據本發明的實施例的對抗激光有源干擾的系統和方法。
[0054]首先，本發明為了防止激光干擾機采用應答式干擾方式，需增加探測信號編碼破解難度。根據本發明的實施例的探測信號采用有限位隨機周期編碼方式，并由目標指示器生成偽隨機信號與探測信號進行疊加，進而生成偽隨機周期編碼激光信號(即，包含激光探測脈沖與偽隨機脈沖)對目標進行照射。其中，疊加偽隨機信號主要是防止對方識別探測信號參數，而采用有限位隨機周期編碼則是為了防止干擾機采用較寬干擾脈沖覆蓋波門。 [0055]其中，有限位隨機編碼方式是這樣一種方式，以圖3為例，圖3中示出了六個激光探測脈沖Tl~T6，則Tl~T6為一個編碼周期，T6~Tll為接下來的第二個編碼周期(T6之后未示出)。這種碼具有重復性(即T6~Tll與Tl~T6重復)，但是一個編碼周期內的各脈沖之間的間隔是隨機變化的。圖3的有限位隨機編碼是六位碼。
[0056]設Ti (I≤i≤N，N為大于等于2的自然數)為探測信號一個編碼周期內第i個脈沖輸出時刻，其中，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1 (有一種通俗的說法直接將N稱為有限位隨機編碼的編碼周期)。脈沖輸出間隔ATi = Tw-Ti應滿足=ATi = HiitQ，其中h是設定的根據當前的技術水平激光干擾機所能夠輸出的干擾脈沖最小周期(亦可認為是高重頻干擾最小周期，該數值是可隨著干擾機的技術水平的發展而逐漸變小，由設計者來設定，例如，設計者預計2011年激光干擾機能夠達到的干擾脈沖最小周期為0.01ms,則設計者可以將h設定為0.01ms ;如果在未來的2015年，激光干擾機能夠達到的干擾脈沖最小周期為0.005ms，則設計者可以將h設定為0.005ms ;如果設計者預估的干擾脈沖最小周期稍大于實際情況也沒有關系，效果只會略微變差一點)，Hii為輸出一個探測脈沖而設定的從第i個探測脈沖到第i+Ι個探測脈沖需要經歷的干擾最小周期的數量，Hli取值為隨機自然數，且須能夠滿足接收器信號處理實時性要求，即需保證產生的每個探測脈沖均能夠被接收器正確識別。在此基礎上，Hii取值越小則越有利于提高跟蹤器的目標探測精度和目標重補能力。
[0057]由此可得:
[0058]探測脈沖輸出時刻為:Ti+1 = Ti+ ATi = ?\+π^0，
[0059]偽隨機脈沖輸出時刻為:τ i+1,k = Ti+kt。，(I≤k < Hii)，并且L1 =廠+1為。
[0060]具體地說，在兩個波門之間，有可能不輸出載波，以節約激光發射能量。r:+lk為第i+Ι組中的第k個偽隨機脈沖，在一定寬度的兩個波門之間輸出的偽隨機脈沖的數量也可以任意設定，可多可少。例如，如果i = 2，％ = 5，則第3組偽隨機脈沖可以僅僅包含兩個偽隨機脈沖，例如，目標指示器可以僅僅發射偽隨機脈沖<,和<3，而不一定發射所有四個偽隨機脈沖。如果在每個高重頻干擾脈沖周期內都發射一個偽隨機脈沖，則Hli等于為輸出一個探測脈沖而需輸出的偽隨機脈沖的數量與該探測脈沖的數量“ I ”之和。
[0061]其次，為了消除激光干擾機采用高重頻干擾方式的影響，需使得被波門錄取后信號具有可變的相位差，如圖4中的(d)所示，引入有限隨機相移SiGtciS δ , ^ t0)來對有限隨機周期脈沖間隔進行微調，從而有Δ7； = m,t0+S,，δ i為能夠滿足接收器脈沖識別的隨機數，具體地說，根據隨機相移序列為各個激光探測脈沖分配一個隨機相移值S i，該隨機相移序列中的任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期進而可得:
[0062]探測脈沖輸出時刻為-X1=T；+ AT； =T；+ m,t0 + Si，
[0063]偽隨機脈沖輸出時刻為:T:+i，k= T； +kt0+S?(l<k< m,)，并且 4 = z；+lmi。
[0064]其中，Δ7；序列即為探測信號一個編碼周期內的脈沖間隔參數，可作為目標指示器發射激光束和接收器識別探測信號的碼型參數，ΔΤ；序列參數以編碼周期為單位重復。為確實保證激光編碼的隨機特性，提高激光定位跟蹤系統的抗干擾能力，可在定位跟蹤系統工作之前由系統實時產生并同時裝訂到目標指示器和接收器中。
[0065]下面提出一個具體的示例。以圖4為例,設高重頻干擾為IOOkpps,最小周期為t。=0.01ms，探測信號頻率約為20pps，波門時間0.02ms。選用有限隨機周期方式進行探測脈沖編碼，并取有限位隨機編碼的編碼周期N = 5 (通俗的說法直接將N稱為有限位隨機編碼的編碼周期，更嚴密地說，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1)，如圖3中的(b)，則Tl~T6為一個編碼周期，T6~Tll為另一個編碼周期(未示出)，依此類推。一個編碼周期內，取Hii = {4410，5280，4770，5430，5000}，則對應探測脈沖間隔為:Δ Ti = {44.10，52.80,47.70，54.30，50.00} (ms)。
[0066]設接收器可識別脈沖進入時間分辨率為0.002ms，若取
[0067]δ j = {-0.004，0.006，0.002，-0.008，0.004} (ms)
[0068]則Δ7；*= {44.096, 52.806, 47.702, 54.292, 50.004} (ms)
[0069]采用以上方案的目標指示器照射目標，進入接收器的激光散射脈沖信號具有很好的隨機分布特點，并且要求目標指示器和接收器時間精確同步，因此要求接收器采用實時型波門方案。
[0070]在完成探測信號識別鎖定前，接收器需直接獲取進入激光探測器的所有脈沖信號，按照Δ7；序列參數要求，按照滑動模板匹配方式逐個匹配已接收脈沖信號，直至完成至少一個編碼周期的探測脈沖全部匹配，此后即可確定首脈沖并完成時間同步。
[0071]在確定首脈沖和完成時間同步后，接收器即可按照ΔT,^序列預估下個探測脈沖的到來時刻，并實時開啟波門進行信號接收。如圖4中的(d)所示，在一個波門內將出現一個探測脈沖和至少一個的干擾脈沖。此時，接收器需嚴格按照Δ7；序列參數進行探測信號識另O，并確定下一次波門開啟時刻。另外，由于干擾信號和探測信號完全重疊的情況不可避免，因此在完成探測信號識別和變換后，應增加軟件濾波以進一步剔除干擾信號的影響。
[0072]由于探測信號采用有限位隨機周期編碼方式，探測脈沖編碼具有確定的重復周期，如在前面的示例中重復周期約為250ms (準確地為44.10+52.80+47.70+54.30+50.00 =248.9ms)，因而大約在750ms內即可完成一次有效的脈沖識別和鎖定。因此，對于首脈沖確定和目標丟失后重補的情況均可采用相同方法完成探測信號鎖定。
[0073]在激光定位跟蹤系統的工作過程中，例如，在探測彈藥飛行過程中，由于飛行環境和激光傳輸特性影響，不可避免地會出現接收器接收的探測信號抖動或隨機擾動，從而導致在一個編碼周期中有一個或幾個脈沖的模板匹配失敗。此時，接收器一方面應立即啟動探測信號的快速重捕操作，即從該時刻開始利用滑動模板進行一個編碼周期的匹配(例如從T3~T8)，另一方面應在后續一段時間內繼續按照已匹配的序列規律繼續控制波門進行探測信號的搜索。從而在滿足信號快速重捕要求的同時，有效抑制激光探測信號的傳輸抖動。
[0074]根據本發明的實施例，為了避免激光干擾機同時采用轉發式干擾方式，在確定首脈沖和對波門內信號匹配的時候，要求接收器在一個波門時間范圍內，只能選用第一組完全匹配的序列作為探測脈沖序列，其余的作為轉發式干擾信號進行剔除。
[0075]在實際使用中為了進一步增加探測信號破解難度，Δ7；序列由激光定位跟蹤系統開始定位跟蹤工作之前(例如，在制導彈藥發射平臺系統在發射前)實時解算獲得，并通過數據裝訂的方式下發給激光接收器和激光目標指示器，從而保證ΔT/序列的完全隨機特性。 [0076]雖然上面已經詳細描述了本發明的示例性實施例，但本發明所屬【技術領域】中具有公知常識者在不脫離本發明的精神和范圍內，可對本發明的實施例做出各種的修改、潤飾和變型。但是應當理解，在本領域技術人員看來，這些修改、潤飾和變型仍將落入權利要求所限定的本發明的示例性實施例的精神和范圍內。
[0077]最后，除非這里指出或者另外與上下文明顯矛盾，否則這里描述的所有方法的步 驟可以以任意合適的順序執行。
【權利要求】
1.一種用于在激光定位跟蹤系統中對抗激光有源干擾的方法，所述激光定位跟蹤系統包括發射器和接收器，所述方法包括: 發射器按有限位隨機周期編碼方式對激光探測信號進行編碼，以使一個編碼周期內的各激光探測信號脈沖之間的間隔隨機變化； 然后，發射器在各個激光探測信號脈沖上繼續引入隨機相移，以使激光探測信號脈沖具有可變的相位差； 其中，根據隨機相移序列為各個激光探測信號脈沖分配一個隨機相移值，該隨機相移序列中的任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期
2.根據權利要求1所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括:發射器生成偽隨機信號，并將該偽隨機信號與探測信號進行疊加，進而生成偽隨機周期編碼激光信號。
3.根據權利要求1或2所述的對抗激光有源干擾的方法，其中， 設Ti(l≤i≤N)為探測信號一個編碼周期內第i個探測脈沖的輸出時刻，則第i+Ι個探測脈沖的輸出時刻Ti+1滿足:
Ti+1 = Ti+Δ Ti = Ti+mit0+ δ i 其中，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1，ΔTi = mit0+ δ ρ Hii為輸出一個探測脈沖而設定的從第i個探測脈沖到第i+1個探測脈沖需要經歷的干擾脈沖最小周期的數量，Hii取值為隨機自然數，且須能夠滿足接收器的信號處理實時性要求，δ i為施加到第i+1個探測脈沖上的隨機相移值。
4.根據權利要求2或3所述的對抗激光有源干擾的方法，其中，設第i個激光探測脈沖與第i+Ι個激光探測脈沖之間輸出的偽隨機脈沖為第i+1組偽隨機脈沖，則第i+1組偽隨機脈沖中的第k個偽隨機脈沖輸出時刻為:
τ i+1,k = Ti+kt0+ δ j, (1 ≤ k ≤ mi),并且τi+1 =i+1,m1τ ， 其中，k為自然數。
5.根據權利要求4所述的對抗激光有源干擾的方法，其中，第i+1組偽隨機脈沖中包括輸出振幅等于O的偽隨機脈沖，但至少包括一個振幅不為O的偽隨機脈沖。
6.根據權利要求3所述的對抗激光有源干擾的方法，其中，在激光定位跟蹤系統工作之前由系統實時產生ΔTi序列參數并將該參數同時裝訂到發射器和接收器中。
7.根據權利要求1或2所述的對抗激光有源干擾的方法，其中，接收器采用實時型波門方案。
8.根據權利要求3所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: 在完成探測信號識別鎖定前，接收器需直接獲取進入其內部激光探測器的所有脈沖信號，按照ATi序列參數要求并按照滑動模板匹配方式逐個匹配已接收脈沖信號，直至完成至少一個編碼周期的探測脈沖全部匹配，此后就能夠確定首脈沖并完成時間同步。
9.根據權利要求8所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: 在確定首脈沖和完成時間同步后，接收器按照ΔTi序列預估下個探測脈沖的到來時刻，并實時開啟波門進行信號接收。
10.根據權利要求9所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: 在完成探測信號識別和變換后，使用軟件濾波以進一步剔除干擾信號的影響。
11.根據權利要求9所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: 當在一個編碼周期中的一個或幾個脈沖的模板匹配失敗時，接收器一方面立即啟動探測信號的快速重捕操作，另一方面應在后續一段時間內繼續按照已匹配的序列規律繼續控制波門進行探測信號的搜索。
12.根據權利要求9所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: 接收器在一個波門時寸間范圍內只選用第一組完全匹配的序列作為探測脈沖序列，其余的作為轉發式干擾信號進行剔除。
13.根據權利要求9所述的對抗激光有源干擾的方法，所述方法還包括: ATi序列由激光定位跟蹤系統每次開始定位跟蹤工作之前實時解算獲得，并通過數據裝訂的方式下發給接收器和發射器，從而保證ATi序列的完全隨機特性。
14.一種能夠對抗激光有源干擾的激光定位跟蹤系統，所述激光定位跟蹤系統包括發射器和接收器，其中， 發射器按有限位隨機周期編碼方式對激光探測信號進行編碼，以使一個編碼周期內的各激光探測脈沖之間的間隔隨機變化；發射器還在各個激光探測脈沖上繼續引入隨機相移，以使激光探測脈沖具有可變的相位差， 其中，根據隨機相移序列為每個激光探測脈沖分配一個隨機相移值，該隨機相移序列中任意一個隨機相移值均大于等于接收器的時間分辨率，且均小于所設定的干擾脈沖最小周期tQ, 發射器將最后產生的激光探測編碼信號發射到目標上，接收器接收從目標反射的激光探測編碼信號。
15.根據權利要求14所述的激光定位跟蹤系統，其中， 發射器生成偽隨機信號并將該偽隨機信號與探測信號進行疊加，進而生成偽隨機周期編碼激光信號。
16.根據權利要求14或15所述的激光定位跟蹤系統，其中， 設Ti(l≤i≤N)為探測信號一個編碼周期內第i個探測脈沖輸出時刻，則第i+Ι個探測脈沖的輸出時刻Ti+1滿足:
Ti+1 = Ti+ ATi = Ti+Hiit0+ δ J, 其中，N =有限位隨機編碼的編碼周期的位數-1， Hii為輸出一個探測脈沖而設定的從第i個探測脈沖到第i+Ι個探測脈沖需要經歷的干擾脈沖最小周期的數量，Hii取值為隨機自然數，且須能夠滿足接收器信號處理實時性要求，δ i為施加到第i+Ι個探測脈沖上的隨機相移值。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的激光定位跟蹤系統，其中， 接收器采用實時型波門方案。
18.根據權利要求14至16中任一項所述的激光定位跟蹤系統，其中， 接收器在一個波門時間范圍內只選用第一組完全匹配的序列作為探測脈沖序列，其余的作為轉發式干擾信號進行剔除。
19.根據權利要求16所述的激光定位跟蹤系統，其中， ATi序列由激光定位跟蹤系統每次開始定位跟蹤工作之前實時解算獲得，并通過數據裝訂的方式下發給接收器和發射器，以保證ATi序列的完全隨機特性。
【文檔編號】G01S7/495GK103675793SQ201210318888
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月29日 優先權日:2012年8月29日
【發明者】賈慶忠, 丁艷, 劉永善 申請人:北京理工大學