都卜勒直接測距法的製作方法

2023-07-01 07:02:01 2

專利名稱：都卜勒直接測距法的製作方法
技術領域：
本發明屬於無線電測量技術領域，具體涉及應用單個固定探測站實現對勻速移動 目標距離的直接快速測量的方法，或移動單站對固定目標的直接測距方法。
背景技術：
都卜勒定位技術具有不模糊，精度高等優點。但按目前的都卜勒定位分析方法，其 方程的求解過程相對還是比較複雜的。通常必須通過採用直角坐標系的坐標變量來分解表 示極坐標系下前置角，並用投影的方式分解速度矢量，由於都卜勒頻移是目標位置和目標 運動狀態的函數，由此，在三維平面上，將存有6個未知數，且所得到的函數方程還是非線 性的。故若應用單站定位，則為得到移動目標的速度矢量，就必須根據相鄰的連續多次測量 周期內所得到的都卜勒頻率測量值，建立起6個方程；或者為了實現即時檢測目標的位置 坐標和各個速度分量，就必須同時布設六個測量站。另一方面，根據現有的定位理論，基於都卜勒變化率方程應能獲得在測量平臺和 被測目標之間的徑向距離，但事實上，僅基於都卜勒變化率的定位法還不是當前目標定位 中的經典方法，其中的一個主要原因是相對而言目前對都卜勒變化率的測量還是比較困難 的。同時，因都卜勒變化率還直接與切向速度等參量相關，故直接使用都卜勒變化率方程測 距所需面對的問題還在於，除了要測量都卜勒變化率之外，還必須測得探測平臺移動方向 和目標之間的前置角，由此才能直接使用方程求解。因此，在現有的定位方法中，都卜勒變 化率定位法都是必須和其它的定位方法配合使用。

發明內容
針對已有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種都卜勒直接測距方法，該 方法能由固定單站僅通過連續三次定周期的測頻測量，就能直接探測得到在探測平臺和被 測目標之間的徑向距離。本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的。在假設被測目標勻速直線移動的條件下，由目標移動速度矢量在各個測量節點處 的恆等式和勻速直線飛行所確定的幾何軌跡，並利用都卜勒變化率和切向速度之間的關 系，以及相鄰測量節點處都卜勒變化率的比值，就能得到與目標移動速度參量無關的徑向 距離測算公式。進一步利用都卜勒變化率的數學表達定義式對導出公式進行近似簡化之 後，即可得到僅與都卜勒頻移參量相關的直接測距公式。且模擬計算表明，利用三次測頻可 重複獲得兩個測距值，且偏差正好相反的特性，僅需簡單的算術平均就能有效降低直接測 距公式的相對誤差。本發明方法能以更少的探測次數、及解析的方式直接得到距離測量值。進一步基 於最近的研究結果，在探測得到被測目標輻射信號中心頻率後，即可實現僅基於實測頻率 的直接測距。同時，與現有的都卜勒變化率定位方法不同，新方法既不需要直接檢測都卜勒 頻移變化率，也不需要和其它定位測量方法配合使用。
式中λ為信號波長；fdi分別為各個測量節點處的都卜勒頻移；Δ t為連續二次
測量之間的時間差；
權利要求
1. 一種都卜勒直接測距法，該方法具體包括以下步驟1)、假設目標在被探測的短時間內是沿直線勻速運動的，且目標自身安置有信標信號， 或被主動輻照源跟蹤，或反射來自第三方的輻射源；
2.根據權利要求1所述的一種都卜勒直接測距法，其特徵在於所導出的直接測距公 式適用於移動探測平臺對固定目標的直接測距。
全文摘要
本發明一種都卜勒直接測距法。該方法在假設被測目標勻速直線移動的條件下，由目標移動速度矢量在各個測量節點處的恆等式和勻速直線飛行所確定的幾何軌跡，並利用都卜勒變化率和切向速度之間的關係，以及相鄰測量節點處都卜勒變化率的比值，可得到與目標移動速度參量無關的徑向距離測算公式。進一步利用都卜勒變化率的數學式對導出公式進行近似簡化之後，就可得到僅與都卜勒頻移參量相關的測距公式；如已探測得到被測目標輻射信號中心頻率，則即可實現僅基於實測頻率的直接測距。本發明方法既不需要直接檢測都卜勒頻移變化率，也不需要和其它定位測量方法配合使用，且測頻計量的精度高，方法簡單，成本低，適合於地-空、或空-空定位測量系統。
文檔編號G01S11/10GK102004244SQ20101025356
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月12日 優先權日2010年8月12日
發明者鬱濤 申請人:中國航空無線電電子研究所