时差定位中的高重频信号脉冲配对方法研究

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1、42航天电子对抗第26卷第6期时差定位中的高重频信号脉冲配对方法研究徐振鲁，刘渝(南京航空航天大学信息科学与技术学院，江苏南京210016)摘要：在时差无源定位中，高重频信号带来的脉冲配对模糊问题是研究的热点。采用时差与测向结合的方法。根据雷达布站的特点，对空域进行合理划分，减少虚假配对，并利用测向信息研究出现配对模糊的情况，列出方程式求出正确配对脉冲的时差，最后通过仿真验证了本方法的适用性。关键词：高重频信号；脉冲配对；测向中图分类号：TN911文献标识码：AResearchonpulsepairingofhi

2、ghPRFsignalinDTOAlocationXuZhenlu。LiuYu(CollegeofInformationScienceandTechnology，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，Jiangsu，China)Abstract：Theambiguouslocationbecauseofhighpulserepetitionfrequency(PRF)signalisahotspotinDTOApassiveloca

3、tion．DTOAanddirectionfindingareeombinelandareasonablepartitionofairspaceismadetoreducefalsepairing，andequationsarearrangedtoevaluaterightpairingofpulse．Finallythesimulationisperformedtoprovetheapplicabilityofthismethod．Keywords：highPRFsignal；pulsepairing；dire

4、ctionfinding0引言1高重频下脉冲配对模糊的问题时差无源定位由于具备定位精度高，设备简单，算法成熟等特点而得到广泛应用。高重频雷达信号是指脉冲重复频率高到足以对感兴趣的目标速度都能进行不模糊测量的雷达信号。它能保证对目标的多普勒频率进行不模糊检测，同时．可以采用频率滤波的方法滤除主瓣杂波、高度杂波和旁瓣杂波的影响u]。因此，机载火控雷达多采用高重频雷达信号。但是。对于时差无源定位而言，不同接收站接收到的脉冲串之间可能错误配对，会导致时差的严重模糊。所以解决高重频雷达信号脉冲配对问题已经成为时差定位的重点

5、研究课题。本文基于时差与测向相结合的方法，首先根据布站方式对空域进行有效的划分，然后利用目标的方位角信息和PRI信息，判断目标所属空域和是否有配对模糊，从而确定基准脉冲和相应的求匹配脉冲的公式，剔除虚假的脉冲配对，达到减小定位模糊的目的。收稿fj期：2010—07—12；2010—11—08惨回．作者简介：徐振鲁(1983一)．男，硕士研究生，研究方向为电子侦察与无潦定位．假设两个时差测量站A、B之间距离为d，目标T到两个测量站的距离为TA、TB，如图1所示。图1目标和站址闻三角原理图由三角形基本原理知：I似一T

6、BI≤d，令d／c=(f为光速)，则时差DTOA=lTA—TBI／f≤△f。此条件下两站测量的时差不大于△f，即一△f≤DToA≤△f。考虑到增加了测向信息，可以预知信号到达各站的先后顺序．取时差窗宽度为T=Eo，At3=EO，d／c]。当信号的脉冲重复周期大于T，在A、B两站时差窗内只有一个脉冲出现(如d=30km，T=100ps。则当辐射源信号PRI≥lOOpS时时差窗内只有一个脉冲出现)，此时脉冲的到达时差是唯一的，不会出现模糊。当雷达重复周期小于T，在时间测量窗内会有两个以2010f6)徐振俘．等：时兹定

7、f矗巾的高艰频信呼脉冲配对方法研究上脉冲出现，使得脉冲配对不唯一，由此造成测量的多值问题，进而产生目标定位模糊。2解决方法以时差窗内出现4个脉冲为例．两站之间一共有16种可能的配对情况，而其中只有一种是真实的，会出现15种虚假配对。所以在高重频的情况下，由配对模糊造成的虚假值很多。解决方法如下：1)多次测量，根据真实目标位置数据在短时间内不可能突变而虚假点数据突变的原理，消除定位模糊。其缺点是计算量大，定位时间长。2)用脉冲到达时间差TDOA的直方图消除定位模糊[2]。这种方法需要相对较长的直方图积累时间。不适于

8、快速高精度定位系统。3)文献[3]、E4]提出一种基于时差和测向结合解决高重频信号定位模糊问题。本文研究的脉冲配对方法，是基于测向信息和脉冲到达时间(TOA)的测量基础上的。在系统信噪比为0dB的情况下，利用相位干涉仪可以将测向精度达到3。以内，利用自相关和小波变换技术可以精确测出各站的脉冲到达时间(TOA)，精度可达到10ns以内‘钔。布站方式对测向测时差系统来说是非常