專利名稱：一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法，屬于無線電測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在公開刊物及公開渠道上了解到的方位、俯仰二維角度無線電測量中使用的方位角、俯仰角解算方法有2種(I)干涉法
干涉法的基本原理如圖I所示平面波以一定入射角到達(dá)2個(gè)天線陣元時(shí)，平面波必然先到達(dá)其中的一個(gè)陣元，后到達(dá)另一個(gè)陣元，到達(dá)時(shí)間不同導(dǎo)致兩天線陣元的接收
O TTOjr
信號(hào)存在相位差，測量出相位差后，利用相位差與入射角之間的關(guān)系P = YA/ =
AA
(式中，d為二天線陣元間距，0為來波方向與天線法線方向間的夾角，供為二天線接收目標(biāo)信號(hào)之間的相位差，X是入射波長)可以計(jì)算出入射角。此方法假定入射波是平面波，應(yīng)用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)測角且信號(hào)質(zhì)量較好是具有較高的精度，但是應(yīng)用于近距離目標(biāo)測角時(shí)算法本身會(huì)引入較大的系統(tǒng)誤差。(2)空間譜估計(jì)法空間譜估計(jì)法是一系列方法的總稱，它的基本思想是利用協(xié)方差矩陣的特征結(jié)構(gòu)，將任意陣列輸出數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征分解，從而得到與信號(hào)分量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)子空間和與信號(hào)分量相正交的噪聲子空間，最后利用信號(hào)方向向量與噪聲子空間的正交性來構(gòu)成空間掃描譜，通過譜峰搜索，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的入射方向估計(jì)。此類方法假定入射波是平面波，在遠(yuǎn)距離目標(biāo)測角時(shí)具有較高的精度和分辨率，應(yīng)用于近距離目標(biāo)測角時(shí)算法本身會(huì)引入較大的系統(tǒng)誤差。同時(shí)此類方法計(jì)算量非常大，不適于處理器和存儲(chǔ)器資源嚴(yán)重受限應(yīng)用場景，例如深空探測中的飛行器間相對(duì)角度測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法，該方法使用測角天線陣多個(gè)陣元接收信號(hào)的跟蹤再生載波相位和天線陣面幾何中心與目標(biāo)飛行器間的距離測量值作為輸入，將二維測角問題轉(zhuǎn)換為一個(gè)測角目標(biāo)函數(shù)的最大值搜索問題，通過搜索最優(yōu)值即可得到方位角與俯仰角度值，實(shí)現(xiàn)了近距離目標(biāo)的方位角與俯仰角的高精度測量，且有效抑制空間角度估計(jì)的模糊性。本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法，包括如下步驟步驟(一)、確定測角目標(biāo)函數(shù)m(a，￠)最大值搜索的方位角步長st a和俯仰角步長St0，其中
權(quán)利要求
1. 一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法，其特征在于包括如下步驟 步驟(一)、確定測角目標(biāo)函數(shù)m(a，￠)最大值搜索的方位角步長Sta和俯仰角步長
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于距離和跟蹤再生載波相位的二維角度解算方法，包括如下步驟(1)將天線陣陣元的三維空間坐標(biāo)、天線陣陣元的接收信號(hào)跟蹤再生載波相位以及天線陣到目標(biāo)的距離作為已知參數(shù)，將目標(biāo)的方位角與俯仰角作為自變量，構(gòu)造一個(gè)測角目標(biāo)函數(shù)；(2)將二維測角問題轉(zhuǎn)換為測角目標(biāo)函數(shù)的最大值搜索問題，通過搜索最大值得到方位角與俯仰角度值；本發(fā)明通過搜索最優(yōu)值即可得到方位角與俯仰角度值，實(shí)現(xiàn)了近距離目標(biāo)的方位角與俯仰角的高精度測量，且有效抑制空間角度估計(jì)的模糊性。
文檔編號(hào)G01S3/12GK102736057SQ20121020006
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者嚴(yán)琪, 張攀, 張蓬, 楊瑞強(qiáng), 蔡春貴 申請(qǐng)人:西安空間無線電技術(shù)研究所