专利名称：一种由固定单站对飞行目标速度进行快速测量的方法
技术领域：
本发明属于无线电测量技术领域，具体涉及一种基于多普勒频移测量，由单个测 量站对空中移动目标速度矢量进行快速检测的方法。简单的直接利用多普勒效应仅能得到径向速度。通常。在三维空间内，为要利用 一个固定单站得到移动目标的速度矢量，就必须对目标至少进行六次多普勒频移的测量。单站快速测速具有重要的工程应用意义。例如，对航天器速度的单站快速精确测 量问题，至少，单站的观测区域大，且没有因端站设备不一致带来的误差。对于近地轨道卫 星，一个测控站对卫星的可见观测时间只有十几分钟，而对于深空探测，亦必须对足够长的 弧段进行测量后才能达到所需要的精度，如仅利用一个地面站探测深空航天器在垂直于视 线方向上的速度，则必须从数天连续记录的径向多普勒数据中分析得到。针对已有技术存在的不足，本发明基于多普勒原理给出了一种由固定单站对空中 飞行目标的速度进行快速测量的方法。本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的在飞行器勻速运动的条件下，一是借助于多普勒频移变化率表达式得到在相邻测 量节点之间的多普勒频移与目标切向速度的比值关系；二是利用了速度矢量恒等式，即飞 行速度的平方恒等于各节点处径向速度与切向速度的平方和；三是利用径向速度与多普勒 频移间的关系式。在满足地面站和飞行器间的距离远大于探测周期内目标飞行距离的条件下，通过 联解这些关系式就能得到飞行器运行速度的测算公式。进一步利用多普勒变化率的数学表 达定义式对多普勒变化率的比值进行近似简化之后，即可得到仅与频移参量相关的测速公 式。具体包括以下步骤步骤1、假设飞行器沿直线勻速运动，从测量节点1经过2到达3，或向地面站直接 发送信标信号，或间接反射辐照器的探测信号；步骤2、如地面站具有多普勒频移及变化率测量功能，则通过至少三个周期的连续 测量，就可由下式求得飞行器的运行速度
f 式中入为信号辐射波长；fdi为测量节点处的多普勒频移；，为相邻节点
背景技术：
发明内容
3间多普勒频移变化率的比值。根据多普勒变化率的定义，在等时差测量的情况下，相邻节点间多普勒频移变化 率的比值可由相邻节点间的多普勒频差之比所近似估计
权利要求
一种由固定单站对飞行目标速度进行快速测量的方法，该方法包括以下步骤1)、假设飞行器沿直线匀速运动，从测量节点1经过2到达3，或向地面站直接发送信标信号，或间接反射辐照器的探测信号；2)、地面站仅需具有多普勒频移测量功能，通过至少三个周期的连续测量，就可由下式求得飞行器的运行速度式中λ为信号辐射波长；fdi为测量节点处的多普勒频移；q为相邻节点间多普勒频移变化率的比值，且根据多普勒变化率的定义，在等时差测量的情况下，相邻节点间多普勒频移变化率的比值可由相邻节点间的多普勒频差之比近似估计3)、在信号中心频率已知的情况下，由多普勒频移、信标信号的中心频率和实测值之间的关系ft＝f0±fd，直接测速问题可被转化为对辐射信号的实际频率值的测量计算，此时有其中fti为地面站接收机的实测频率值。FSA00000205454200011.tif,FSA00000205454200012.tif,FSA00000205454200013.tif
2.根据权利要求1所述的一种由固定单站对飞行目标速度进行快速测量的方法，其特 征在于所述由固定单站对飞行目标速度矢量进行快速测量的方法能够进一步通过迭代计 算和滤波处理而得到更高的测量精确度。
全文摘要
本发明公开了一种由固定单站对飞行目标速度矢量进行快速测量的方法，该方法为假设飞行器沿直线匀速运动，从测量节点1经过2到达3，或向地面站直接发送信标信号，或间接反射辐照器的探测信号，具有多普勒频移测量功能的地面站通过至少三个周期的连续测量，就可由下式求得飞行器的运行速度其中本发明能在短时间内准确测算得到飞行器的运行速度，从而有助于提高地面站的测控性能。本方法的一个实际应用就是对航天器运行速度矢量的直接探测。本发明方法简单，且在目标辐射信号的中心频率已被获取的条件下，本方法亦可直接应用于单站无源定位。
文档编号G01S11/10GK101937080SQ20101023709
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者郁涛 申请人:中国航空无线电电子研究所