一種單星測向定位地面輻射源的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及天基無源定位技術領域，特別設及一種單星測向定位地面福射源的方 法和裝置。
【背景技術】
[0002] 現在戰爭已由陸、海、空S維立體戰，發展到陸、海、空、天、磁多維空間站。隨著各 種高新技術在空中武器上的運用，傳統的有源探測系統面臨著電子干擾、隱身目標攻擊、反 福射武器攻擊等威脅。相比之下，無源傳感器系統由于不需要發射電磁能量，僅僅利用福射 源自身信號進行探測與跟蹤，具有良好的隱蔽性，對于提高復雜電子戰環境下的生存能量 具有重要意義。
[0003] 其中高軌衛星由于其覆蓋面廣，不受氣候影響等獨特優點受到廣泛關注。而獲取 福射源位置是高軌衛星重要任務之一。對于地面福射源，由于有地球面的約束條件，實現福 射源定位的方法及裝置相對空中福射源而言較為簡單。當前常用基于衛星的地面福射源定 位體制主要包括單星測向定位體制，基于時/頻差的雙星定位體制和基于時差測量的=星 定位體制。對于高頻段地面福射源，若發射天線尺寸較大，則其波束寬度就很窄，采用多星 定位體制的可行性不強，往往只能采用單星測向定位體制。在眾多測向方法中，和差單脈沖 測向方法是一種測向精度較高的測向方法，但對于非合作福射源信號，必須進行一段時間 的累加平均處理確定較高的測向精度。
[0004] 隨著信息技術的發展，存在著高軌衛星波束覆蓋域內多個跳頻干擾源的情況。多 個地面干擾源均在衛星工作頻段內發射相同調制、帶寬的跳頻信號，而每一時刻多個地面 干擾源發射信號頻率不重疊，因而在衛星工作頻段內形成多個干擾信號。對于上述情況，由 于在前后時隙干擾信號頻率跳變規律未知，難W僅基于頻率信息建立干擾信號與福射源的 關聯，因而無法實現同一干擾源多個時隙信號的累加平均。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種單星測向定位地面福射源的方法和裝置，W提升跳頻福射源的 定位精度。
[0006] 為達到上述目的，本發明的技術方案是該樣實現的：
[0007] -方面，本發明提供了一種單星測向定位地面福射源的方法，所述方法包括：
[0008] 利用單顆衛星的陣列天線形成的和、差波束W及比幅波束掃描尋找福射源信號， 同步獲取所述衛星覆蓋范圍內的多個地面福射源在預定時間內每個時隙的和差信號W及 比幅信號；
[0009] 根據獲取的所述預定時間內每個時隙的比幅信號對所述多個地面福射源進行粗 測向定位；同時對所述預定時間內每個時隙的和差信號進行采樣、下變頻、濾波處理后存 儲；
[0010] 根據所述粗測向定位的結果對所述多個地面福射源進行分類；
[0011] 將所述存儲的預定時間內相同時隙的和差信號相應匹配到分類后的每個地面福 射源；
[0012] 對所述分類后的每個地面福射源根據匹配的和差信號進行和差單脈沖精測向定 位。
[0013] 其中，所述根據所述粗測向定位的結果對所述多個地面福射源進行分類包括：
[0014] 對所述預設時間內的粗測向定位的結果進行聚類處理，獲取聚類后每個簇的質 屯、； (?CFP
[0015] 根據￡''>(/')辦=?和每個簇內的定位點獲得該簇的半徑CEP。；其中， aG[0，U，p(r)為簇內定位點落入W該簇的質屯、為圓屯、，r為半徑的圓的概率；
[0016] 根據每個簇的質屯、和半徑對所述多個地面福射源進行分類。
[0017] 其中，所述對所述預設時間內的粗測向定位的結果進行聚類處理包括：
[001引假設在所述預設時間內共獲得N個時隙的比幅信號，則在預設時間內共獲得N個 粗測向定位的結果，每個粗測向定位的結果對應一個定位點，其中N為自然數；
[0019] 從所述N個定位點中選擇K個定位點作為初始質屯、，其中K為自然數，K<N;
[0020] 將其他N-K個定位點分配到最近的質心形成K個簇；
[0021] 根據每個簇內的定位點至該簇質屯、的距離的均值，重新計算所述每個簇的質屯、， 直至所述每個簇的質屯、不再發生變化。
[0022] 其中，所述根據￡^>(;')如=?和每個簇內的定位點獲得該簇的半徑CEP。包括；
[002引假設P和q為所述K個簇中的任意兩個簇，簇P與簇q的質屯、分別為Cp和C。，[0024]若簇P與簇q的半徑之和CEP。（P) +CEP。（q)大于其質屯、之和0ICp-C。I，則對簇P 的半徑CEP。（P)進行優化，直至簇P與簇q的半徑之和CEP。（p)+CEP。（q)小于或等于其質 屯、之和 0ICp-Cql，其中 0G(0,1)。
[00巧]其中，所述若簇P與簇q的半徑之和CEP。（p)+CEP。（q)大于其質屯、之和0 |Cp-Cq|， 則對簇P的半徑CEP。（P)進行優化具體包括：
[0026] 根據下述公式優化所述簇P的半徑CEP。（P)，直至簇P與簇q的半徑之和 CEP。（p)+CEP。（q)小于或等于其質屯、之和0ICp-Cql;
[0027]
[002引其中，fp仰P。（P))為與簇P的質屯、Cp的距離為CEP。（P)的定位點屬于簇P的概 率，f^CEP。（P))為與簇P的質屯、Cp的距離為CEP。（P)的定位點屬于簇j的概率，j為除簇 P外的任意簇，P為預設的可接受誤判比率闊值；
[0029] 或者，根據下述公式優化所述簇P的半徑CEP。（P)，直至簇P與簇q的半徑之和 CEP。（p)+CEP。（q)小于或等于其質屯、之和0ICp-Cql;
[0030]
[00W其中，Nj仰P。（p))為簇p內屬于簇j的定位點的個數，|Cp-Pp(i)I為簇p內任意 一定位點i與簇P質屯、Cp的距離，j為除簇p外的任意簇，M為預設的每個簇內定位點個數 闊值。
[0032] 另一方面，本發明提供了一種單星測向定位地面福射源的裝置，所述裝置包括：
[0033] 信號同步獲取單元，用于利用單顆衛星的陣列天線形成的和、差波束W及比幅波 束掃描尋找福射源信號，同步獲取所述衛星覆蓋范圍內的多個地面福射源在預定時間內每 個時隙的和差信號W及比幅信號；
[0034] 粗測向定位單元，用于根據獲取的所述預定時間內每個時隙的比幅信號對所述多 個地面福射源進行粗測向定位；
[00巧]信號存儲單元，用于對所述預定時間內每個時隙的和差信號進行采樣、下變頻、濾 波處理后存儲；
[0036] 分類單元，用于根據所述粗測向定位單元獲得的粗測向定位結果對所述多個地面 福射源進行分類；
[0037] 匹配單元，用于將所述信號存儲單元存儲的預定時間內相同時隙的和差信號相應 匹配到分類后的每個地面福射源；
[0038] 精測向定位單元，用于對所述分類后的每個地面福射源根據所述匹配單元匹配的 和差信號對該地面福射源進行和差單脈沖精測向定位。
[0039] 其中，分類單元包括：
[0040] 聚類模塊，用于對所述預設時間內的粗測向定位的結果進行聚類處理，獲取聚類 后每個簇的質屯、；
[0041] 半徑獲取模塊，用于根據如叫如=a和每個簇內的定位點獲得該簇的半徑 CEP。;其中，aG[0，l]，p(r)為簇內定位點落入W該簇的質屯、為圓屯、，r為半徑的圓的概 率.
[0042] 福射源分類模塊，用于根據每個簇的質屯、和半徑對所述多個地面福射源進行分 類。
[0043] 其中，所述聚類模塊用于，
[0044] 假設在所述預設時間內共獲得N個時隙的比幅信號，則在預設時間內共獲得N個 粗測向定位的結果，每個粗測向定位的結果對應一個定位點，其中N為自然數；
[0045] 從所述N個定位點中選擇K個定位點作為初始質屯、，其中K為自然數，K<N;
[0046] 將其他N-K個定位點分配到最近的質屯、，形成K個簇；
[0047] 根據每個簇內的定位點至該簇質屯、的距離的均值，重新計算所述每個簇的質屯、， 直至所述每個簇的質屯、不再發生變化。
[0048] 其中，所述半徑獲取模塊用于，
[0049] 假設P和q為所述K個簇中的任意兩個簇，簇P與簇q的質屯、分別為Cp和C。，
[0050] 若簇P與簇q的半徑之和CEP。（P) +CEP。（q)大于其質屯、之和0ICp-