一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)和定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及星載無源定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)和定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 星載無源定位，因其自身不輻射電、磁、聲、光信號(hào)而具有很好的隱蔽性，并具有探 測(cè)距離遠(yuǎn)、覆蓋區(qū)域大等優(yōu)點(diǎn)，使其在民用和軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。圖1是現(xiàn)有衛(wèi) 星定位技術(shù)分類示意圖，參見圖1，根據(jù)星載無源定位所需的衛(wèi)星數(shù)量，衛(wèi)星定位可以分為 單星定位技術(shù)、雙星定位技術(shù)并可進(jìn)一步劃分。而按照定位衛(wèi)星軌道高度的不同，現(xiàn)有衛(wèi)星 定位技術(shù)可以劃分為低軌衛(wèi)星定位、高軌衛(wèi)星定位、大橢圓軌道衛(wèi)星定位、組合軌道衛(wèi)星定 位等。
[0003] 為了進(jìn)一步提高衛(wèi)星定位精度，目前各國的研宄重點(diǎn)已經(jīng)從以前的單星定位技術(shù) 轉(zhuǎn)變到雙星/多星定位技術(shù)，但在現(xiàn)有的多星定位技術(shù)主要集中于多顆衛(wèi)星位于相同的軌 道類型，例如均位于低軌、均位于高軌等，對(duì)于多星分別位于不同的軌道類型（如分別位于 高軌、低軌）的情況，目前可見于文獻(xiàn)的相關(guān)研宄幾乎沒有?，F(xiàn)有的衛(wèi)星定位技術(shù)的定位精 度較差，在星間同步等方面的要求極高，需要星間同步設(shè)備和星間鏈路設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，方案復(fù) 雜、成本尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)和定位方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位精度 較差，需要星間同步設(shè)備和星間鏈路設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)復(fù)雜、成本高的問題。
[0005] 為到達(dá)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括：高軌衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星；
[0007] 高軌衛(wèi)星，用于偵收待定位目標(biāo)輻射源發(fā)射的上行信號(hào)，并對(duì)偵收的上行信號(hào)進(jìn) 行模擬轉(zhuǎn)發(fā)；
[0008] 低軌衛(wèi)星，用于偵收待定位目標(biāo)輻射源發(fā)射的上行信號(hào)以及偵收高軌衛(wèi)星模擬轉(zhuǎn) 發(fā)的上行信號(hào)；對(duì)偵收的兩路上行信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算得到待定位目標(biāo)輻射源的位置信息， 并將得到的待定位目標(biāo)輻射源的位置信息下傳給地面站。
[0009] 可選地，高軌衛(wèi)星包括：
[0010] 對(duì)地天線，用于偵收待定位目標(biāo)輻射源發(fā)射的上行信號(hào)；
[0011] 模擬變頻單元，用于對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行頻率變換；
[0012] 功放單元，用于將變頻后的上行信號(hào)進(jìn)行放大處理；
[0013] 發(fā)射天線，用于將變頻后的上行信號(hào)模擬轉(zhuǎn)發(fā)，供低軌衛(wèi)星偵收。
[0014] 可選地，低軌衛(wèi)星包括：對(duì)天天線、對(duì)地天線、模擬變頻單元、合路單元和星上信號(hào) 處理單元；
[0015] 對(duì)天天線，用于偵收高軌衛(wèi)星模擬轉(zhuǎn)發(fā)的上行信號(hào)，將高軌衛(wèi)星模擬轉(zhuǎn)發(fā)上行信 號(hào)發(fā)送給模擬變頻單元；
[0016] 對(duì)地天線，用于偵收待定位目標(biāo)輻射源發(fā)射的上行信號(hào)，并將待定位目標(biāo)輻射源 發(fā)射的上行信號(hào)發(fā)送給模擬變頻單元；
[0017] 模擬變頻單元，用于對(duì)對(duì)天天線和對(duì)地天線偵收的上行信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將變 頻后的兩路上行信號(hào)發(fā)送給合路單元；
[0018] 合路單元，用于接收變頻后的兩路上行信號(hào)并對(duì)兩路上行信號(hào)進(jìn)行合路，將合路 后的信號(hào)發(fā)送給星上信號(hào)處理單元；
[0019] 星上信號(hào)處理單元，用于對(duì)合路單元合路后的信號(hào)進(jìn)行處理，提取合路后的信號(hào) 的時(shí)差和頻差信息，根據(jù)時(shí)差和頻差信息計(jì)算得到待定位目標(biāo)輻射源的位置信息，將計(jì)算 得到的待定位目標(biāo)輻射源的位置信息通過衛(wèi)星數(shù)傳鏈路發(fā)送給地面站。
[0020] 可選地，星上信號(hào)處理單元，具體通過下列公式提取合路后的信號(hào)的時(shí)差和頻差 信息：
[0021] 設(shè)低軌衛(wèi)星偵收的兩路上行信號(hào)分別為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括；高軌衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星； 所述高軌衛(wèi)星，用于偵收待定位目標(biāo)福射源發(fā)射的上行信號(hào)，并對(duì)偵收的所述上行信 號(hào)進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)發(fā)； 所述低軌衛(wèi)星，用于偵收待定位目標(biāo)福射源發(fā)射的上行信號(hào)W及偵收所述高軌衛(wèi)星模 擬轉(zhuǎn)發(fā)的上行信號(hào)；對(duì)偵收的兩路上行信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算得到待定位目標(biāo)福射源的位置 信息，并將得到的待定位目標(biāo)福射源的位置信息下傳給地面站。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述高軌衛(wèi)星包括： 對(duì)地天線，用于偵收待定位目標(biāo)福射源發(fā)射的上行信號(hào)； 模擬變頻單元，用于對(duì)所述上行信號(hào)進(jìn)行頻率變換； 功放單元，用于將變頻后的所述上行信號(hào)進(jìn)行放大處理； 發(fā)射天線，用于將變頻后的所述上行信號(hào)模擬轉(zhuǎn)發(fā)，供所述低軌衛(wèi)星偵收。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述低軌衛(wèi)星包括：對(duì)天天線、 對(duì)地天線、模擬變頻單元、合路單元和星上信號(hào)處理單元； 所述對(duì)天天線，用于偵收所述高軌衛(wèi)星模擬轉(zhuǎn)發(fā)的上行信號(hào)，將所述高軌衛(wèi)星模擬轉(zhuǎn) 發(fā)的上行信號(hào)發(fā)送給所述模擬變頻單元； 所述對(duì)地天線，用于偵收待定位目標(biāo)福射源發(fā)射的上行信號(hào)，并將待定位目標(biāo)福射源 發(fā)射的上行信號(hào)發(fā)送給所述模擬變頻單元； 所述模擬變頻單元，用于對(duì)所述對(duì)天天線和所述對(duì)地天線偵收的上行信號(hào)進(jìn)行頻率變 換，將變頻后的兩路所述上行信號(hào)發(fā)送給所述合路單元； 所述合路單元，用于接收變頻后的兩路上行信號(hào)并對(duì)兩路上行信號(hào)進(jìn)行合路，將合路 后的信號(hào)發(fā)送給所述星上信號(hào)處理單元； 所述星上信號(hào)處理單元，用于對(duì)所述合路單元合路后的信號(hào)進(jìn)行處理，提取所述合路 后的信號(hào)的時(shí)差和頻差信息，根據(jù)所述時(shí)差和頻差信息計(jì)算得到所述待定位目標(biāo)福射源的 位置信息，將計(jì)算得到的所述待定位目標(biāo)福射源的位置信息通過衛(wèi)星數(shù)傳鏈路發(fā)送給地面 站。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其特征在于，所述星上信號(hào)處理單元，具體通 過下列公式提取所述合路后的信號(hào)的時(shí)差和頻差信息： 設(shè)所述低軌衛(wèi)星偵收的兩路上行信號(hào)分別為：
公式（1) 其中S(t)為待定位目標(biāo)福射源發(fā)射的上行信號(hào)，T、fd、A分別是所述低軌衛(wèi)星偵收的 兩路上行信號(hào)x(t)、y(t)的時(shí)差、頻差和相對(duì)幅度，n,(t)和ny(t)分別為所述低軌衛(wèi)星偵 收的兩路上行信號(hào)x(t)、y(t)附加的零均值高斯白噪聲，且互相獨(dú)立； 獲取所述低軌衛(wèi)