專利名稱：多普勒直接測(cè)距法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及應(yīng)用單個(gè)固定探測(cè)站實(shí)現(xiàn)對(duì)勻速移動(dòng) 目標(biāo)距離的直接快速測(cè)量的方法，或移動(dòng)單站對(duì)固定目標(biāo)的直接測(cè)距方法。
背景技術(shù)：
多普勒定位技術(shù)具有不模糊，精度高等優(yōu)點(diǎn)。但按目前的多普勒定位分析方法，其 方程的求解過(guò)程相對(duì)還是比較復(fù)雜的。通常必須通過(guò)采用直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)變量來(lái)分解表 示極坐標(biāo)系下前置角，并用投影的方式分解速度矢量，由于多普勒頻移是目標(biāo)位置和目標(biāo) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)，由此，在三維平面上，將存有6個(gè)未知數(shù)，且所得到的函數(shù)方程還是非線 性的。故若應(yīng)用單站定位，則為得到移動(dòng)目標(biāo)的速度矢量，就必須根據(jù)相鄰的連續(xù)多次測(cè)量 周期內(nèi)所得到的多普勒頻率測(cè)量值，建立起6個(gè)方程；或者為了實(shí)現(xiàn)即時(shí)檢測(cè)目標(biāo)的位置 坐標(biāo)和各個(gè)速度分量，就必須同時(shí)布設(shè)六個(gè)測(cè)量站。另一方面，根據(jù)現(xiàn)有的定位理論，基于多普勒變化率方程應(yīng)能獲得在測(cè)量平臺(tái)和 被測(cè)目標(biāo)之間的徑向距離，但事實(shí)上，僅基于多普勒變化率的定位法還不是當(dāng)前目標(biāo)定位 中的經(jīng)典方法，其中的一個(gè)主要原因是相對(duì)而言目前對(duì)多普勒變化率的測(cè)量還是比較困難 的。同時(shí)，因多普勒變化率還直接與切向速度等參量相關(guān)，故直接使用多普勒變化率方程測(cè) 距所需面對(duì)的問(wèn)題還在于，除了要測(cè)量多普勒變化率之外，還必須測(cè)得探測(cè)平臺(tái)移動(dòng)方向 和目標(biāo)之間的前置角，由此才能直接使用方程求解。因此，在現(xiàn)有的定位方法中，多普勒變 化率定位法都是必須和其它的定位方法配合使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多普勒直接測(cè)距方法，該 方法能由固定單站僅通過(guò)連續(xù)三次定周期的測(cè)頻測(cè)量，就能直接探測(cè)得到在探測(cè)平臺(tái)和被 測(cè)目標(biāo)之間的徑向距離。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。在假設(shè)被測(cè)目標(biāo)勻速直線移動(dòng)的條件下，由目標(biāo)移動(dòng)速度矢量在各個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)處 的恒等式和勻速直線飛行所確定的幾何軌跡，并利用多普勒變化率和切向速度之間的關(guān) 系，以及相鄰測(cè)量節(jié)點(diǎn)處多普勒變化率的比值，就能得到與目標(biāo)移動(dòng)速度參量無(wú)關(guān)的徑向 距離測(cè)算公式。進(jìn)一步利用多普勒變化率的數(shù)學(xué)表達(dá)定義式對(duì)導(dǎo)出公式進(jìn)行近似簡(jiǎn)化之 后，即可得到僅與多普勒頻移參量相關(guān)的直接測(cè)距公式。且模擬計(jì)算表明，利用三次測(cè)頻可 重復(fù)獲得兩個(gè)測(cè)距值，且偏差正好相反的特性，僅需簡(jiǎn)單的算術(shù)平均就能有效降低直接測(cè) 距公式的相對(duì)誤差。本發(fā)明方法能以更少的探測(cè)次數(shù)、及解析的方式直接得到距離測(cè)量值。進(jìn)一步基 于最近的研究結(jié)果，在探測(cè)得到被測(cè)目標(biāo)輻射信號(hào)中心頻率后，即可實(shí)現(xiàn)僅基于實(shí)測(cè)頻率 的直接測(cè)距。同時(shí)，與現(xiàn)有的多普勒變化率定位方法不同，新方法既不需要直接檢測(cè)多普勒 頻移變化率，也不需要和其它定位測(cè)量方法配合使用。
式中λ為信號(hào)波長(zhǎng)；fdi分別為各個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)處的多普勒頻移；Δ t為連續(xù)二次
測(cè)量之間的時(shí)間差；
權(quán)利要求
1. 一種多普勒直接測(cè)距法，該方法具體包括以下步驟1)、假設(shè)目標(biāo)在被探測(cè)的短時(shí)間內(nèi)是沿直線勻速運(yùn)動(dòng)的，且目標(biāo)自身安置有信標(biāo)信號(hào)， 或被主動(dòng)輻照源跟蹤，或反射來(lái)自第三方的輻射源；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多普勒直接測(cè)距法，其特征在于所導(dǎo)出的直接測(cè)距公 式適用于移動(dòng)探測(cè)平臺(tái)對(duì)固定目標(biāo)的直接測(cè)距。
全文摘要
本發(fā)明一種多普勒直接測(cè)距法。該方法在假設(shè)被測(cè)目標(biāo)勻速直線移動(dòng)的條件下，由目標(biāo)移動(dòng)速度矢量在各個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)處的恒等式和勻速直線飛行所確定的幾何軌跡，并利用多普勒變化率和切向速度之間的關(guān)系，以及相鄰測(cè)量節(jié)點(diǎn)處多普勒變化率的比值，可得到與目標(biāo)移動(dòng)速度參量無(wú)關(guān)的徑向距離測(cè)算公式。進(jìn)一步利用多普勒變化率的數(shù)學(xué)式對(duì)導(dǎo)出公式進(jìn)行近似簡(jiǎn)化之后，就可得到僅與多普勒頻移參量相關(guān)的測(cè)距公式；如已探測(cè)得到被測(cè)目標(biāo)輻射信號(hào)中心頻率，則即可實(shí)現(xiàn)僅基于實(shí)測(cè)頻率的直接測(cè)距。本發(fā)明方法既不需要直接檢測(cè)多普勒頻移變化率，也不需要和其它定位測(cè)量方法配合使用，且測(cè)頻計(jì)量的精度高，方法簡(jiǎn)單，成本低，適合于地-空、或空-空定位測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01S11/10GK102004244SQ20101025356
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者郁濤 申請(qǐng)人:中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所