一种实现干涉仪测向定位的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种实现干涉仪测向定位的方法和装置。所述实现干涉仪测向定位的方法包括：求解干涉仪多次测向结果，利用所述测向结果呈现的规律性时间趋势对所述测向结果进行分类，计算分类后的测向结果的定位结果，最后求解所述目标定位结果的分布概率圆。本发明的技术方案，通过在计算所述测向结果的定位结果之前，增加利用所述测向结果呈现的规律性时间趋势对所述测向结果进行分类的步骤，减少由模糊测向结果产生的虚假定位集合，能够显著的降低计算压力，提高定位结果求解的准确度以及稳定度。
【专利说明】一种实现干涉仪测向定位的方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线电测向【技术领域】，特别涉及一种实现干涉仪测向定位的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 干涉仪测向定位系统在一段时间内不同位置对相对静止的地面的同一目标进行N 次测向，计算出包括模糊结果在内的所有的测向结果在地球上的交点，其中只有一个是真 实点，理论上在N次测向定位中，重合N次的交点即视为目标位置，参见图1-a;实际情况 中，由于存在测向误差及干涉仪测向定位系统的姿态和位置等误差，使得本该与目标点重 合的各个点散步在目标点的周围或散布在某一其他点的周围，参见图l_b，对此可以采用聚 类的方法先排除所有的虚假点，然后对剩下的交点作统计处理，可以得到目标位置良好估 计。
[0003] 现有的实现干涉仪测向定位的方法参见图2,主要包括：对每次测向模糊结果估 计，获得每次入射信号的方位角和仰角，然后通过坐标系转换，联合方程求解计算出定位结 果，最后进行定位结果分布概率圆求解。
[0004] 现有的实现干涉仪测向定位的方法至少具有如下缺陷：
[0005] 现有方案中，为保证定位结果的可信度，需要遍历参与定位计算的所有测向结果， 即对所有的测向结果的示向线进行定位计算，而对每个示向线的定位计算至少包括2-3次 坐标系转换，1次联合方程求解，最后还要对所得到的定位点进行聚类计算，计算压力非常 大，不利于星上硬件设计以及实现星上单次快速定位。
【发明内容】
[0006] 本发明提供的一种实现干涉仪测向定位的方法和装置，以解决现有方案中计算压 力大的问题。
[0007] 为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
[0008] 本发明实施例提供一种实现干涉仪测向定位的方法，所述方法包括：
[0009] 求解干涉仪多次测向结果；
[0010] 利用所述测向结果呈现规律性时间趋势对所述测向结果进行分类；
[0011] 基于分类后的测向结果计算目标定位结果；
[0012] 求解所述目标定位结果的分布概率圆。
[0013] 根据本发明的另一个方面，提供一种实现干涉仪测向定位的装置，该装置包括：
[0014] 测向结果求解单元，适用于求解干涉仪多次测向结果；
[0015] 测向结果分类单元，适用于利用所述测向结果呈现规律性时间趋势对所述测向结 果进行分类；
[0016] 定位结果计算单元，适用于基于分类后的测向结果计算目标定位结果；
[0017] 分布概率圆求解单元，适用于求解所述目标定位结果的分布概率圆。
[0018] 本发明实施例的有益效果是：本发明公开的一种实现干涉仪测向定位方法和装 置，通过在计算所述测向结果的定位结果之前，增加利用所述测向结果呈现规律性时间趋 势所述测向结果进行分类的步骤，减少由模糊测向结果产生的虚假定位集合，能够显著的 减小运算量、提高定位结果求解准确度和稳定度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1-a为干涉仪测向一种定位示意图；
[0020] 图l_b为干涉仪测向另一种定位示意图；
[0021] 图2为现有实现干涉仪测向定位方法流程示意图；
[0022] 图3为本发明实施例提供的一种实现干涉仪测向定位方法流程示意图；
[0023] 图4为一种二维直角测向阵示意图；
[0024] 图5本发明实施例提供的一种将测向结果进行分类的流程示意图；
[0025] 图6为一种定位测角示意图；
[0026] 图7为本发明实施例提供的一种实现干涉仪测向定位装置结构示意图；
[0027] 图8为本发明实施例提供的一种测向结果分类单元组成结构示意图；
[0028] 图9_a为某次星载干涉仪一段时间内获得的多次测向结果的所有方位和俯仰角 变化趋势示意图；
[0029] 图9_b为对图9_a采用本发明提供的方法进行检测和分类后获得的多次测向结果 的方位和俯仰角变化趋势示意图；
[0030] 图10-a为采用现有方法对图9-a所述测向结果求解出的目标定位结果示意图；
[0031] 图l〇-b为对图9-b的测向结果求解出的目标定位结果示意图。
【具体实施方式】
[0032] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0033] 为本发明实施例提供的一种实现干涉仪测向定位的方法，应用于基于运动平台的 干涉仪测向定位系统中，参见图3,所述实现干涉仪测向定位的方法包括以下步骤：
[0034] 步骤301，求解干涉仪多次测向结果。
[0035] 步骤302,利用所述测向结果呈现规律性时间趋势对所述测向结果进行分类。
[0036] 步骤303，基于分类后的测向结果计算目标定位结果。
[0037] 步骤304,求解所述目标定位结果的分布概率圆。
[0038] 为了更加清楚的说明本发明提供的技术方案，以下结合一种具体的应用场景，对 本发明提供的技术方案进行详细阐述。在本应用场景下，所述的干涉仪测向定位方法应用 于低轨卫星运动系统中。
[0039] 基于上述应用场景，所述步骤301具体包括：
[0040] 获取干涉仪在一段时间内不同位置处对地面同一目标进行多次测向的测向结果， 所述测向结果包括模糊解；
[0041] 对每次测向结果进行求解，获得每次入射信号的方位角a和仰角0的估计值。
[0042] 可选的，采用二维直角测向阵元求解入射信号的方位角a和仰角P，参见图4,根 据入射信号的方位角a和仰角0与阵元间的理论相差关系得到如下公式：
[0043]
【权利要求】
1. 一种实现干涉仪测向定位的方法，其特征在于，所述方法包括： 求解干涉仪多次测向结果； 利用所述测向结果呈现规律性时间趋势对所述测向结果进行分类； 基于分类后的测向结果计算目标定位结果； 求解所述目标定位结果的分布概率圆。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解干涉仪多次测向结果包括： 获取干涉仪在一段时间内不同位置处对地面同一目标进行多次测向的测向结果，所述 测向结果包括模糊解； 对每次测向结果进行求解，获得每次入射信号的方位角α和仰角β的估计值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述测向结果呈现规律性时间 趋势对所述测向结果进行分类包括： 假设干涉仪T段时间内共进行N次测向，所述N次测向结果记为，其中，i为 测向序数，1彡i彡N，Ji为第i次测向模糊数，Ji > 1 ; 将所述N次测向结果[〇；,.，爲f }#分为两类，一类仅包含有模糊数最小的测向结果，记为 AL，另一类包含模糊数最小的测向结果以外的测向结果，记为，其中，m为 在N次测向结果中模糊数最小的测向结果个数，m、p、N满足关系式m+p=N，S为最小测向 模糊数； 根据所述N次测向结果呈现规律性时间趋势的特性，将Kk·按照最小测向模糊 数s的数量进行分类，记为L; 对所述丨<,，...,丨分别进行曲线拟合，得到最小测向模糊数S数量的拟 合曲线； 分别计算{〇4在各个拟合曲线上对应时刻的插值(41，<1}^...>1，<4 ; 根据{<，€丄距离插值{?〗11，#1}/1,...，{?】 15，馬扎的最接近程度，将{<,〇/7对应归 入iK，必丨,""..，丨?L·获得将所述n次测向结果·Κ，々丄分成最小模糊数s数量的 最终分类结果。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当最小测向模糊数S>2时，所述方法还包 括： 结合入射信号方位角和仰角的合理范围，对测向结果进行预先剔除，减小最小测向模 糊数S。
5. -种实现干涉仪测向定位的装置，其特征在于，包括：测向结果求解单元，适用于求 解干涉仪多次测向结果； 测向结果分类单元，适用于利用所述测向结果呈现规律性时间趋势对所述测向结果进 行分类； 定位结果计算单元，适用于基于分类后的测向结果计算目标定位结果； 分布概率圆求解单元，适用于求解所述目标定位结果的分布概率圆。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测向结果求解单元包括： 获取模块，适用于获取干涉仪在一段时间内不同位置处对地面同一目标进行多次测向 的测向结果，所述测向结果包括模糊解； 求解模块，适用于对每次测向结果进行求解，获得每次入射信号的方位角α和仰角β的估计值。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测向结果分类单元，包括： 第一分类模块，适用于将所述N次测向结果为两类，一类仅包含有模糊 数最小的测向结果，记为另一类包含模糊数最小的测向结果以外的测向结果， 记为卜】,，席丨;,，其中，假设干涉仪T段时间内共进行N次测向，所述N次测向结果记为 {?Λ，A其中，i为测向序数，1彡i彡N，1为第i次测向模糊数，1彡1，m为在N次测 向结果中模糊数最小的测向结果个数，m、p、N满足关系式m+p=N，S为最小测向模糊数； 第二分类模块，适用于根据所述N次测向结果呈现规律性时间趋势的特性，将 {々，武丄按照最小测向模糊数S的数量进行分类,记为{?丄，…，{<，<[; 曲线拟合模块，适用于对所述丨?丄,..·，{?L分别进行曲线拟合，得到最小 测向模糊数S数量的拟合曲线； 插值模块，适用于分别计算在各个拟合曲线上对应时刻的插值 ^Ji \5βJi I } P ? * * *5^JiS5βJ^Iρ5 第三分类模块，适用于根据{?Κ};,距离插值{<,$山,,.·.,{<，<山的最接近程 度，将丨4,成丄对应归入卜;,,，4丄，…，丨?丄，获得将所述N次测向结果(OvAiL分 成最小模糊数S数量的最终分类结果。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括剔除单元，适用于当最小 测向模糊数S>2时，结合入射信号方位角和仰角的合理范围，对测向结果进行预先剔除，减 小最小测向模糊数S。
【文档编号】G01S5/00GK104239678SQ201410311126
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】邱焱, 张蛟, 周琦 申请人:中国电子科技集团公司第三十六研究所