激光有源干扰的对抗方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光有源干扰的对抗方法，所述激光定位跟踪系统包括发射器和接收器，所述方法包括：发射器按有限位随机周期编码方式对激光探测信号进行编码，以使一个编码周期内的各激光探测脉冲之间的间隔随机变化；发射器在各个激光探测脉冲上引入随机相移δi，以使激光探测脉冲具有可变的相位差，其中，从随机相移序列中为各个激光探测脉冲分配一个随机相移值，该随机相移序列中任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期t0。根据本发明的实施例的激光定位跟踪系统的激光有源干扰的对抗方法和系统对目前常见的三种激光有源干扰方式及其复合干扰方式均具有很好的应对效果。
【专利说明】激光有源干扰的对抗方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种在激光定位中对抗激光干扰的系统和方法，尤其涉及一种在激光定位中对抗激光有源干扰的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在激光定位跟踪系统中，发射器(目标指示器)向目标发射激光，接收器接收从目标反射的激光，此时可能会遇到恶意的人为干扰，或者遇到恶劣的自然环境的干扰，导致通信无法正常进行，从而无法正常定位。例如，在利用激光对海上的待救援船只进行定位或者在对高危场合场中的对象进行定位时，如果遇到干扰，可能导致无法定位待援对象，会导致造成巨大的人员和财产损失。
[0003]另外，在激光制导武器利用激光进行定位跟踪时，同样也会遇到干扰的问题。目前的激光制导武器大多数采用激光半主动寻的制导方式，其制导过程为:位于载机或地面上的激光目标指示器向目标发射预先设定编码的脉冲激光束，激光导引头(接收器)接收从目标反射的激光信号，按照预定方式进行解码，然后锁定目标，并输出目标方位指示信息，从而引导制导武器飞向目标。
[0004]下面具体说明激光定位跟踪系统探测与干扰原理及信号路径。
[0005]如图1所示，激光发射器10向真实目标发出激光探测信号，该信号经真实目标漫反射后，一部分信号进入激光接收器20探测范围，经过激光接收器20的光学系统处理后汇聚到四象限激光探测器上，转换为脉冲指示信号，经过信号处理模块后形成目标方位指示信号。在这样的探测方式下，激光接收器20需实时同步、接收并识别激光探测脉冲信息，而这个阶段正是接收器20容易被干扰的最薄弱时机。
[0006]如图1所示，当激光干扰机30存在时，激光干扰机30也会同时截获由真实目标漫反射的部分激光信号，激光干扰机30实时对截获的信号进行识别、模拟或转发，形成干扰照射信号，向干扰目标发射或直接向激光接收器20发射。因为激光干扰机30发送的干扰信号功率一般比真实目标反射的信号功率大，且编码特性一致，所以能够对正常目标探测信号的接收形成有效干扰，从而诱使激光接收器错误地指向干扰目标或激光干扰机30所在的位置，最终导致激光定位跟踪系统完全失效。
[0007]目前，对激光接收器实施干扰的可能方式有以下几种:致盲、无源干扰(如阻断光路)和有源干扰等。其中，致盲是指通过高能量激光束照射接收器、从而直接毁伤接收器内部激光探测器的干扰方式，虽然该干扰方式在实施过程中存在较大的困难，但激光定位跟踪系统对此类干扰无能为力。无源干扰，是指根据激光信号传输特性实时切断信息通路的、人为的或者自然的干扰方式，如烟幕阻隔、森林火场的浓烟、海上的浓雾等，激光定位跟踪系统对于此类干扰亦无有效的对抗手段。鉴于依靠现有的科技水平，对致盲、无源干扰不能实现有效的对抗手段，因此，本申请的目的就在于如何对抗有源干扰。
[0008]有源干扰或称有源欺骗式干扰，是指在目标附近放置干扰激光器，向接收器的有效视场范围内发射激光干扰信号，诱使激光定位系统错误定位目标的干扰方式。有源干扰主要包括同步转发、应答欺骗和高重频等方式。
[0009]现有技术中有一种对抗高重频干扰的方式，具体地说，是一种先由接收器完成识别高重频周期后进行反方向脉冲补偿的方法。该方法在实施过程中存在较大的技术难题，特别是当干扰激光器采用高频随机编码方式时，该方法根本无法奏效，且在一般激光定位跟踪系统中难以应用。
[0010]目前，现有技术中还没有出现能够非常有效地对抗同步转发干扰、应答欺骗干扰、激光高重频干扰的措施，尤其是没有出现能够对抗三种干扰的复合干扰方式的方案。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种能够有效对抗激光有源干扰的系统和方法。
[0012]根据本发明的实施例的一个方面，提供一种用于在激光定位跟踪系统中对抗激光有源干扰的方法，所述激光定位跟踪系统包括发射器和接收器，所述方法包括:发射器按有限位随机周期编码方式对激光探测信号进行编码，以使一个编码周期内的各激光探测脉冲之间的间隔随机变化；然后，发射器在各个激光探测脉冲上继续引入随机相移值δ i，以使激光探测脉冲具有可变的相位差，其中，根据随机相移序列为各个激光探测脉冲分配一个随机相移值，该随机相移序列中的任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期
[0013]所述方法还包括:发射器生成伪随机信号并将该伪随机信号与探测信号进行叠加，进而生成伪随机周期编码激光信号。
[0014]设TiQ≤i≤ N)为探测信号一个编码周期内第i个探测脉冲的输出时刻，则第i+Ι个探测脉冲的输出时刻Ti+1满足:
[0015]Ti+1 = Ti+ Δ Ti = Tfmit。+ δ i
[0016]其中，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1 (有一种通俗的说法直接将N称为有限位随机编码的编码周期)，ATi = Hiit0+ δ ρ
[0017]Hii为输出一个探测脉冲而设定的从第i个探测脉冲到第i+Ι个探测脉冲需要经历的干扰脉冲最小周期的数量，Hli取值为随机自然数，且须能够满足接收器的信号处理实时性要求，δ i为施加到第i+Ι个探测脉冲上的随机相移值。
[0018]其中，设第i个激光探测脉冲与第i+Ι个激光探测脉冲之间输出的伪随机脉冲为第i+Ι组伪随机脉冲，则第i+Ι组伪随机脉冲中的第k个伪随机脉冲输出时刻为:τ i+1,k =Ti+kt0+ δ ρ (I ≤ k < Hli)，并且I1 = ，其中，k 为自然数。
[0019]其中，第i+Ι组伪随机脉冲中包括输出振幅等于O的伪随机脉冲，但至少包括一个振幅不为O的伪随机脉冲。
[0020]其中，在激光定位跟踪系统工作之前由系统实时产生ATi序列参数并将该参数同时装订到发射器和接收器中。
[0021]其中，接收器采用实时型波门方案。
[0022]所述方法还包括:在完成探测信号识别锁定前，接收器需直接获取进入激光探测器的所有脉冲信号，按照ATi序列参数要求并按照滑动模板匹配方式逐个匹配已接收脉冲信号，直至完成至少一个编码周期的探测脉冲全部匹配，此后就能够确定首脉冲并完成时间同步。[0023]所述方法还包括:在确定首脉冲和完成时间同步后，接收器按照ATi序列预估下个探测脉冲的到来时刻，并实时开启波门进行信号接收。
[0024]所述方法还包括:在完成探测信号识别和变换后，使用软件滤波以进一步剔除干扰信号的影响。
[0025]所述方法还包括:当在一个编码周期中的一个或几个脉冲的模板匹配失败时，接收器一方面立即启动探测信号的快速重捕操作，另一方面应在后续一段时间内继续按照已匹配的序列规律继续控制波门进行探测信号的搜索。
[0026]所述方法还包括:接收器在一个波门时间范围内只选用第一组完全匹配的序列作为探测脉冲序列，其余的作为转发式干扰信号进行剔除。
[0027]所述方法还包括:Λ Ti序列由激光定位跟踪系统每次开始定位跟踪工作之前实时解算获得，并通过数据装订的方式下发给接收器和发射器，从而保证ATi序列的完全随机特性。
[0028]根据本发明的实施例的另一个方面，提供了一种能够对抗激光有源干扰的激光定位跟踪系统，所述激光定位跟踪系统包括发射器和接收器，其中，发射器按有限位随机周期编码方式对激光探测信号进行编码，以使一个编码周期内的各激光探测脉冲之间的间隔随机变化；发射器还在各个激光探测脉冲上继续引入随机相移值δ i，以使激光探测脉冲具有可变的相位差，其中，根据随机相移序列为各个激光探测脉冲选取相应的随机相移值，该随机相移序列中任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期h，发射器将最后产生的激光探测编码信号发射到目标上，接收器接收从目标反射的激光激光探测编码信号。
[0029]发射器生成伪随机信号并将该伪随机信号与探测信号进行叠加，进而生成伪随机周期编码激光信号。
[0030]设TiQ≤i≤N)为探测信号一个编码周期内第i个探测脉冲输出时刻，则第i+1个探测脉冲的输出时刻Ti+1满足:
[0031]Ti+1 = Ti+ATi = Tfmit0+ δ i7
[0032]其中，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1 (有一种通俗的说法直接将N称为有限位随机编码的编码周期)，Hli为输出一个探测脉冲而设定的从第i个探测脉冲到第i + Ι个探测脉冲需要经历的干扰脉冲最小周期的数量,Hli取值为随机自然数，且须能够满足接收器信号处理实时性要求，δ i为施加到第i+Ι个探测脉冲上的随机相移值。
[0033]接收器采用实时型波门方案。
[0034]接收器在一个波门时间范围内只选用第一组完全匹配的序列作为探测脉冲序列，其余的作为转发式干扰信号进行剔除。
[0035]Δ Ti序列由激光定位跟踪系统每次开始定位跟踪工作之前实时解算获得，并通过数据装订的方式下发给接收器和发射器，以保证ATi序列的完全随机特性。
[0036]本发明对激光定位跟踪系统可能面临的激光干扰现状进行了分析，针对激光有源干扰的三种常用方式提供了一种新型的激光有源干扰的对抗系统和方法。在根据本发明的实施例的技术方案中，采用实时生成有限随机编码的方案来增加探测信号编码的复杂性，并采用叠加随机信号的来增加探测信号的隐蔽性，从而有效地提高了探测信号编码的破解难度，降低了干扰机使用应答式干扰的可能性；采用探测信号输出相位随机变化的方式，使得探测信号波形特征明显区别于高重频干扰信号波形特征，从而有效地避免了被高重频干扰信息覆盖的可能性；采用实时波门且只识别波门内第一个匹配序列作为有效探测信息的方法，有效地抑制了转发式干扰的影响。由此可见，根据本发明的实施例的激光定位跟踪系统的激光编码方案对目前常见的三种激光有源干扰方式及其复合干扰方式均具有很好的应对效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中:
[0038]图1是激光定位跟踪系统的探测与干扰的原理示意图。
[0039]图2示出了高重复频率激光干扰信号进入波门的过程。
[0040]图3示出了从目标指示器发出的探测信号脉冲序列无法对抗高重频干扰的原因。
[0041]图4示出了相位按约定规律变化的探测信号脉冲与高重复频率激光干扰信号的互相影响。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
[0043]首先将介绍三种激光干扰方式的主要机理以及本发明如何应对这三种激光干扰方式的主要思路。
[0044]同步转发式干扰的机理是在激光目标指示器照射目标的过程中，激光干扰机对激光探测信号的相关参数进行识别。目标指示器每发射一个激光脉冲，干扰机都会进行截获，并立即向假目标发射一个干扰脉冲。然后假目标将该干扰脉冲反射到导引头上，或者在假目标上设置有干扰激光器，这些干扰激光器直接朝导弹上的导引头发射干扰脉冲。假目标反射或发射的干扰信号和探测信号的编码特征完全一致，只是存在时间上的滞后，滞后量主要取决于激光干扰机的出光延时。
[0045]针对同步转发式干扰信号与探测信号之间存在时间滞后的特点，对抗同步转发式激光干扰一般只需采用波门内只处理首脉冲的方法。对于一般的激光探测系统，接收器为了提高系统的抗干扰性能，引入“波门”概念。即接收器根据目标探测信号编码特性，预计下一时刻探测信号脉冲接收时刻，来设定接收器内部信号处理运算单元的开启和关闭，实现对接收器内部激光探测器输出信号的选择性接收和处理。波门宽度即表示接收器内部信号处理运算单元的单次工作时间。波门宽度(一般不大于30us)相对于有效探测信号脉冲周期(一般不小于50ms)为非常小量，从而可以有效地提高系统的抗干扰性能。
[0046]应答式干扰是激光干扰机利用先进的信号处理系统，迅速对激光目标指示器探测信号的重复频率和脉冲编码进行识别，并根据识别出的相关参数，以某一时刻的探测信号脉冲为同步点，预测下一脉冲发射时刻，并略微超前地向假目标发射相同编码和重频的激光脉冲信号。这样所产生的干扰信号不仅能先于探测信号被接收器接收，而且其编码特征与探测信号完全相同，从而使得探测器根本无法区分。
[0047]应答式干扰必须要求激光干扰机能够完成对探测信号编码参数的识别。因此，本发明对抗应答式干扰的策略主要在于增加干扰机识别探测信号参数的难度上。具体措施为:一方面从技术上提高探测信号编码复杂性和隐蔽性，延长信号特征的识别时间；另一方面从战术上缩短每次激光目标指示器工作时间。
[0048]高重频干扰是指激光干扰机识别探测信号的激光脉冲的能量、脉宽和波长等参数后，以一定功率、高重复频率和编码方式向导引头连续发送激光脉冲的干扰方式，该方式要求干扰脉冲频率足够高，以保证在激光导引头每次波门开启时间内至少有一个干扰脉冲进入波门，从而导致接收器无法有效区分出探测信号和干扰信息。
[0049]目前，高重频激光干扰信号频率可以达到500kpps以上，而探测信号激光编码频率仅为10~40pps，接收器波门开启时间一般为10~30US。这里取高重频频率为lOOkpps，波门时间取20us。图2给出了高重频激光干扰信号进入波门的过程。图2中实线框代表波门，长实线代表探测信号脉冲，虚线代表干扰信号脉冲。图2中，(a)表示波门开启时间，(b)表示探测脉冲信号，(c)表示高重频激光干扰信号，(d)表示波门内接收的信号。由于干扰信号频率相对很高，即使干扰机未识别探测信号编码规律，在波门开启时间总有至少I个干扰脉冲能够进入而导致波门作用失效，从而达到干扰的目的。 [0050]无论采用何种激光编码方式，激光目标指示器输出的探测信号脉冲序列总可以看作是由更高基准频率(激光干扰机所能达到的频率)的脉冲信号调制后的输出，如图3中的(b)所示，细短线表示激光目标指示器的高频载波信号的时间周期特性，粗长线表示实际输出的探测脉冲信号，探测脉冲输出相位是固定的。一旦高重频干扰机识别激光目标指示器输出的基准频率后，干扰机使用所述基准频率或其倍频实施高重频压制，则因探测信号与干扰信号具有固定的相位差，从而接收器无法识别出探测信号，如图3中的(d)所示，这正是现有技术的接收器无法对抗高重频干扰的主要原因。
[0051]如果能够使得目标指示器探测信号输出相位按照约定规律进行变化，则将使得探测脉冲与干扰信号的相位差发生变化，如图4所示，此时干扰信号与探测信号不再具有相同的编码规律，那么就可以通过滑动模板等信号匹配方式来实现对探测脉冲的有效识别，从而消除高重频干扰的影响。
[0052]当然，干扰信号与探测脉冲完全重叠的情况不可避免，但是该情况是偶发的，干扰信号最终表现为接收器获取的目标指示信号中的高频随机干扰，可以在接收器后续数据处理中进行滤波消除。
[0053]下面具体介绍根据本发明的实施例的对抗激光有源干扰的系统和方法。
[0054]首先，本发明为了防止激光干扰机采用应答式干扰方式，需增加探测信号编码破解难度。根据本发明的实施例的探测信号采用有限位随机周期编码方式，并由目标指示器生成伪随机信号与探测信号进行叠加，进而生成伪随机周期编码激光信号(即，包含激光探测脉冲与伪随机脉冲)对目标进行照射。其中，叠加伪随机信号主要是防止对方识别探测信号参数，而采用有限位随机周期编码则是为了防止干扰机采用较宽干扰脉冲覆盖波门。 [0055]其中，有限位随机编码方式是这样一种方式，以图3为例，图3中示出了六个激光探测脉冲Tl~T6，则Tl~T6为一个编码周期，T6~Tll为接下来的第二个编码周期(T6之后未示出)。这种码具有重复性(即T6~Tll与Tl~T6重复)，但是一个编码周期内的各脉冲之间的间隔是随机变化的。图3的有限位随机编码是六位码。
[0056]设Ti (I≤i≤N，N为大于等于2的自然数)为探测信号一个编码周期内第i个脉冲输出时刻，其中，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1 (有一种通俗的说法直接将N称为有限位随机编码的编码周期)。脉冲输出间隔ATi = Tw-Ti应满足=ATi = HiitQ，其中h是设定的根据当前的技术水平激光干扰机所能够输出的干扰脉冲最小周期(亦可认为是高重频干扰最小周期，该数值是可随着干扰机的技术水平的发展而逐渐变小，由设计者来设定，例如，设计者预计2011年激光干扰机能够达到的干扰脉冲最小周期为0.01ms,则设计者可以将h设定为0.01ms ;如果在未来的2015年，激光干扰机能够达到的干扰脉冲最小周期为0.005ms，则设计者可以将h设定为0.005ms ;如果设计者预估的干扰脉冲最小周期稍大于实际情况也没有关系，效果只会略微变差一点)，Hii为输出一个探测脉冲而设定的从第i个探测脉冲到第i+Ι个探测脉冲需要经历的干扰最小周期的数量，Hli取值为随机自然数，且须能够满足接收器信号处理实时性要求，即需保证产生的每个探测脉冲均能够被接收器正确识别。在此基础上，Hii取值越小则越有利于提高跟踪器的目标探测精度和目标重补能力。
[0057]由此可得:
[0058]探测脉冲输出时刻为:Ti+1 = Ti+ ATi = ?\+π^0，
[0059]伪随机脉冲输出时刻为:τ i+1,k = Ti+kt。，(I≤k < Hii)，并且L1 =厂+1為。
[0060]具体地说，在两个波门之间，有可能不输出载波，以节约激光发射能量。r:+lk为第i+Ι组中的第k个伪随机脉冲，在一定宽度的两个波门之间输出的伪随机脉冲的数量也可以任意设定，可多可少。例如，如果i = 2，％ = 5，则第3组伪随机脉冲可以仅仅包含两个伪随机脉冲，例如，目标指示器可以仅仅发射伪随机脉冲<,和<3，而不一定发射所有四个伪随机脉冲。如果在每个高重频干扰脉冲周期内都发射一个伪随机脉冲，则Hli等于为输出一个探测脉冲而需输出的伪随机脉冲的数量与该探测脉冲的数量“ I ”之和。
[0061]其次，为了消除激光干扰机采用高重频干扰方式的影响，需使得被波门录取后信号具有可变的相位差，如图4中的(d)所示，引入有限随机相移SiGtciS δ , ^ t0)来对有限随机周期脉冲间隔进行微调，从而有Δ7； = m,t0+S,，δ i为能够满足接收器脉冲识别的随机数，具体地说，根据随机相移序列为各个激光探测脉冲分配一个随机相移值S i，该随机相移序列中的任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期进而可得:
[0062]探测脉冲输出时刻为-X1=T；+ AT； =T；+ m,t0 + Si，
[0063]伪随机脉冲输出时刻为:T:+i，k= T； +kt0+S?(l<k< m,)，并且 4 = z；+lmi。
[0064]其中，Δ7；序列即为探测信号一个编码周期内的脉冲间隔参数，可作为目标指示器发射激光束和接收器识别探测信号的码型参数，ΔΤ；序列参数以编码周期为单位重复。为确实保证激光编码的随机特性，提高激光定位跟踪系统的抗干扰能力，可在定位跟踪系统工作之前由系统实时产生并同时装订到目标指示器和接收器中。
[0065]下面提出一个具体的示例。以图4为例,设高重频干扰为IOOkpps,最小周期为t。=0.01ms，探测信号频率约为20pps，波门时间0.02ms。选用有限随机周期方式进行探测脉冲编码，并取有限位随机编码的编码周期N = 5 (通俗的说法直接将N称为有限位随机编码的编码周期，更严密地说，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1)，如图3中的(b)，则Tl~T6为一个编码周期，T6~Tll为另一个编码周期(未示出)，依此类推。一个编码周期内，取Hii = {4410，5280，4770，5430，5000}，则对应探测脉冲间隔为:Δ Ti = {44.10，52.80,47.70，54.30，50.00} (ms)。
[0066]设接收器可识别脉冲进入时间分辨率为0.002ms，若取
[0067]δ j = {-0.004，0.006，0.002，-0.008，0.004} (ms)
[0068]则Δ7；*= {44.096, 52.806, 47.702, 54.292, 50.004} (ms)
[0069]采用以上方案的目标指示器照射目标，进入接收器的激光散射脉冲信号具有很好的随机分布特点，并且要求目标指示器和接收器时间精确同步，因此要求接收器采用实时型波门方案。
[0070]在完成探测信号识别锁定前，接收器需直接获取进入激光探测器的所有脉冲信号，按照Δ7；序列参数要求，按照滑动模板匹配方式逐个匹配已接收脉冲信号，直至完成至少一个编码周期的探测脉冲全部匹配，此后即可确定首脉冲并完成时间同步。
[0071]在确定首脉冲和完成时间同步后，接收器即可按照ΔT,^序列预估下个探测脉冲的到来时刻，并实时开启波门进行信号接收。如图4中的(d)所示，在一个波门内将出现一个探测脉冲和至少一个的干扰脉冲。此时，接收器需严格按照Δ7；序列参数进行探测信号识另O，并确定下一次波门开启时刻。另外，由于干扰信号和探测信号完全重叠的情况不可避免，因此在完成探测信号识别和变换后，应增加软件滤波以进一步剔除干扰信号的影响。
[0072]由于探测信号采用有限位随机周期编码方式，探测脉冲编码具有确定的重复周期，如在前面的示例中重复周期约为250ms (准确地为44.10+52.80+47.70+54.30+50.00 =248.9ms)，因而大约在750ms内即可完成一次有效的脉冲识别和锁定。因此，对于首脉冲确定和目标丢失后重补的情况均可采用相同方法完成探测信号锁定。
[0073]在激光定位跟踪系统的工作过程中，例如，在探测弹药飞行过程中，由于飞行环境和激光传输特性影响，不可避免地会出现接收器接收的探测信号抖动或随机扰动，从而导致在一个编码周期中有一个或几个脉冲的模板匹配失败。此时，接收器一方面应立即启动探测信号的快速重捕操作，即从该时刻开始利用滑动模板进行一个编码周期的匹配(例如从T3~T8)，另一方面应在后续一段时间内继续按照已匹配的序列规律继续控制波门进行探测信号的搜索。从而在满足信号快速重捕要求的同时，有效抑制激光探测信号的传输抖动。
[0074]根据本发明的实施例，为了避免激光干扰机同时采用转发式干扰方式，在确定首脉冲和对波门内信号匹配的时候，要求接收器在一个波门时间范围内，只能选用第一组完全匹配的序列作为探测脉冲序列，其余的作为转发式干扰信号进行剔除。
[0075]在实际使用中为了进一步增加探测信号破解难度，Δ7；序列由激光定位跟踪系统开始定位跟踪工作之前(例如，在制导弹药发射平台系统在发射前)实时解算获得，并通过数据装订的方式下发给激光接收器和激光目标指示器，从而保证ΔT/序列的完全随机特性。 [0076]虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施例，但本发明所属【技术领域】中具有公知常识者在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明的实施例做出各种的修改、润饰和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改、润饰和变型仍将落入权利要求所限定的本发明的示例性实施例的精神和范围内。
[0077]最后，除非这里指出或者另外与上下文明显矛盾，否则这里描述的所有方法的步 骤可以以任意合适的顺序执行。
【权利要求】
1.一种用于在激光定位跟踪系统中对抗激光有源干扰的方法，所述激光定位跟踪系统包括发射器和接收器，所述方法包括: 发射器按有限位随机周期编码方式对激光探测信号进行编码，以使一个编码周期内的各激光探测信号脉冲之间的间隔随机变化； 然后，发射器在各个激光探测信号脉冲上继续引入随机相移，以使激光探测信号脉冲具有可变的相位差； 其中，根据随机相移序列为各个激光探测信号脉冲分配一个随机相移值，该随机相移序列中的任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期
2.根据权利要求1所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括:发射器生成伪随机信号，并将该伪随机信号与探测信号进行叠加，进而生成伪随机周期编码激光信号。
3.根据权利要求1或2所述的对抗激光有源干扰的方法，其中， 设Ti(l≤i≤N)为探测信号一个编码周期内第i个探测脉冲的输出时刻，则第i+Ι个探测脉冲的输出时刻Ti+1满足:
Ti+1 = Ti+Δ Ti = Ti+mit0+ δ i 其中，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1，ΔTi = mit0+ δ ρ Hii为输出一个探测脉冲而设定的从第i个探测脉冲到第i+1个探测脉冲需要经历的干扰脉冲最小周期的数量，Hii取值为随机自然数，且须能够满足接收器的信号处理实时性要求，δ i为施加到第i+1个探测脉冲上的随机相移值。
4.根据权利要求2或3所述的对抗激光有源干扰的方法，其中，设第i个激光探测脉冲与第i+Ι个激光探测脉冲之间输出的伪随机脉冲为第i+1组伪随机脉冲，则第i+1组伪随机脉冲中的第k个伪随机脉冲输出时刻为:
τ i+1,k = Ti+kt0+ δ j, (1 ≤ k ≤ mi),并且τi+1 =i+1,m1τ ， 其中，k为自然数。
5.根据权利要求4所述的对抗激光有源干扰的方法，其中，第i+1组伪随机脉冲中包括输出振幅等于O的伪随机脉冲，但至少包括一个振幅不为O的伪随机脉冲。
6.根据权利要求3所述的对抗激光有源干扰的方法，其中，在激光定位跟踪系统工作之前由系统实时产生ΔTi序列参数并将该参数同时装订到发射器和接收器中。
7.根据权利要求1或2所述的对抗激光有源干扰的方法，其中，接收器采用实时型波门方案。
8.根据权利要求3所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: 在完成探测信号识别锁定前，接收器需直接获取进入其内部激光探测器的所有脉冲信号，按照ATi序列参数要求并按照滑动模板匹配方式逐个匹配已接收脉冲信号，直至完成至少一个编码周期的探测脉冲全部匹配，此后就能够确定首脉冲并完成时间同步。
9.根据权利要求8所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: 在确定首脉冲和完成时间同步后，接收器按照ΔTi序列预估下个探测脉冲的到来时刻，并实时开启波门进行信号接收。
10.根据权利要求9所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: 在完成探测信号识别和变换后，使用软件滤波以进一步剔除干扰信号的影响。
11.根据权利要求9所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: 当在一个编码周期中的一个或几个脉冲的模板匹配失败时，接收器一方面立即启动探测信号的快速重捕操作，另一方面应在后续一段时间内继续按照已匹配的序列规律继续控制波门进行探测信号的搜索。
12.根据权利要求9所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: 接收器在一个波门时寸间范围内只选用第一组完全匹配的序列作为探测脉冲序列，其余的作为转发式干扰信号进行剔除。
13.根据权利要求9所述的对抗激光有源干扰的方法，所述方法还包括: ATi序列由激光定位跟踪系统每次开始定位跟踪工作之前实时解算获得，并通过数据装订的方式下发给接收器和发射器，从而保证ATi序列的完全随机特性。
14.一种能够对抗激光有源干扰的激光定位跟踪系统，所述激光定位跟踪系统包括发射器和接收器，其中， 发射器按有限位随机周期编码方式对激光探测信号进行编码，以使一个编码周期内的各激光探测脉冲之间的间隔随机变化；发射器还在各个激光探测脉冲上继续引入随机相移，以使激光探测脉冲具有可变的相位差， 其中，根据随机相移序列为每个激光探测脉冲分配一个随机相移值，该随机相移序列中任意一个随机相移值均大于等于接收器的时间分辨率，且均小于所设定的干扰脉冲最小周期tQ, 发射器将最后产生的激光探测编码信号发射到目标上，接收器接收从目标反射的激光探测编码信号。
15.根据权利要求14所述的激光定位跟踪系统，其中， 发射器生成伪随机信号并将该伪随机信号与探测信号进行叠加，进而生成伪随机周期编码激光信号。
16.根据权利要求14或15所述的激光定位跟踪系统，其中， 设Ti(l≤i≤N)为探测信号一个编码周期内第i个探测脉冲输出时刻，则第i+Ι个探测脉冲的输出时刻Ti+1满足:
Ti+1 = Ti+ ATi = Ti+Hiit0+ δ J, 其中，N =有限位随机编码的编码周期的位数-1， Hii为输出一个探测脉冲而设定的从第i个探测脉冲到第i+Ι个探测脉冲需要经历的干扰脉冲最小周期的数量，Hii取值为随机自然数，且须能够满足接收器信号处理实时性要求，δ i为施加到第i+Ι个探测脉冲上的随机相移值。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的激光定位跟踪系统，其中， 接收器采用实时型波门方案。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的激光定位跟踪系统，其中， 接收器在一个波门时间范围内只选用第一组完全匹配的序列作为探测脉冲序列，其余的作为转发式干扰信号进行剔除。
19.根据权利要求16所述的激光定位跟踪系统，其中， ATi序列由激光定位跟踪系统每次开始定位跟踪工作之前实时解算获得，并通过数据装订的方式下发给接收器和发射器，以保证ATi序列的完全随机特性。
【文档编号】G01S7/495GK103675793SQ201210318888
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】贾庆忠, 丁艳, 刘永善 申请人:北京理工大学