星载测向定位技术研究

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1、第30卷第1期航天电子对抗130引言星载测向定位技术研究陆安南，缪善林，邱焱(中国电子科技集团第三十六研究所，浙江嘉兴314033)摘要：针对卫星无源定位系统对辐射源高精度定位的要求，以及日益复杂的电磁环境下时频重叠信号测向定位的难题，提出了单星阵列信号处理测向的方法，并对干涉仪和阵列信号处理测向的性能进行了理论分析和仿真比较，结果显示阵列信号处理测向比相位干涉仪具有更高的精度，在存在模型误差的情况下，基于盲源分离的测向算法比经典子空间投影测向算法具有更高的分辨力。关键词：卫星；阵列信号处理；测向；盲源分离；定位中图分类号：TN971文献标识码：ASatel

2、litepassiVelocalizationwithdirectionfindingLuAnnan，MiaoShanlin，QiuYan(No．36ResearchInstituteofCETC，Jiaxing314033，Zhejiang，China)Abstmct：Tomeettherequirementsofhigh—precisionemitter10calizationandseveraltime-frequencyoVerlapsignalspositionincomplexelectromagneticenvironmentbysingles

3、atellites，themethodsofdirectionfinding(DF)applyinga工raysignalareproposed．Theoreticalanalysisandsimulationcomparison{ortheperformanceoftheinterferometerandarraysignalprocessingDFshowthelatterhashigherprecision．Inthecaseofmodelerror，blindsourceseparationDFalgorithmpossesseshigherreso

4、lutionratecomparedwiththeclassicsubspaceprojectionDFalgorithm．Keyw盯ds：satellite；arraysignalprocessing；directionfinding；blindsourceseparation；passive10calization随着通信技术的发展，特别是移动通信卫星的大量部署和应用，以及与其相应的TDMA、(W)CDMA等多址通信技术[1]的广泛应用，卫星对辐射源定位系统遇到了时频重叠辐射源定位问题。传统的单星测向定位[21采用较多的是二维相位于涉仪测向体制(PI—D

5、F)，虽然其测向精度较高，算法简单，可以实时对单个辐射源快速定位，但是不具备对同频或同信道信号的测向能力，不能适应复杂电磁环境下的定位要求，而且其测向精度仍然需要提高。采用阵列处理测向技术的定位系统可以在PI—DF系统的硬件基础上，修改测向处理软件，用子空间投影测向算法(ssP～DF)或基于盲源分离(BSS)测向算法(BSS—DF)对时频重叠的多个信号进行高分辨率二维角测向，并计算得到各辐收稿日期：2013—09—09；2013—12—02修回。作者简介：陆安南(1959一)，男，研究员，主要研究方向为阵列信号处理。射源的位置。阵列处理浏向与PI—DF相比利

6、用了更多的相位和幅度信息，具有更高的测向精度。本文在简要介绍圆阵上的PI—DF算法、SSP—DF算法以及BSS—DF方法后，从理论上对前两种测向算法的精度进行了分析，并通过仿真对SSP—DF和BSS—DF方法的分辨率作了比较，验证了阵列处理测向算法的优越性。1测向与定位算法简介1．1相位干涉仪测向算法在图1所示的N元均匀圆阵中，以9，(口，p)，⋯，"(a，卢)表示基线A，A：，⋯，AⅣA。上的相位差，那么有：9。(a，p)一(4丌rA)sin(口／2)sin(口+(”～0．5)口)co卵式中，n=1，⋯，N，a是来波方位，J9是仰角，r是圆阵半径，A是信号

7、波长，口一2兀／N。设似(a，卢)的测量主值为lI。一(似(口，卢)+△伽)mod2兀，一7c≤≠。<订，其中△仍是误差。在最小二乘准则下，(a，口)的解为：14航天电子对抗2014(1)图1阵列结构示意图(袖_ar鼍≯in蚤(。班⋯慨+2丌忌”1(a，帅2所取的愚。使；。一；。+2兀愚。与9。(口，p+△9。相等，那式中，面一[三]，西Q，p=[二三：三]，△垂一[三二]。式中，．，=(a西／aa，V西／a』9)f“，p：(％，岛)，(a，』9)一(ao+(△二，△扫)T一(-，TJ)一1JT·(面一垂(cr0，J岛))(2)特别的，当(蛳，岛)一(a，p

8、时，(三，声)=(蛳+△三，肺△西=全A．△占式中，