一种基于双通道的高速目标步进探测方法及系统与流程

本发明涉及目标无源探测，具体涉及一种基于双通道的高速目标步进探测方法及系统。

背景技术：

1、在目标无源探测过程中，常用的技术手段采用单站多点交汇定位、多站无源定位和多颗卫星定位，而上述三种技术手段都各自具有各自的缺陷，具体如下：

2、单站多点交汇定位需要将探测设备装载到移动载体上，常见的移动载体，如机载平台、车载平台、舰载平台和星载平台对目标探测设备的环境适应性有很高的要求，对探测设备的体积、重量、功耗和天线精度都有较多的限制，对天线有方位和俯仰二维测向的要求，研发成本较高；

3、多站无源定位需要多个地面站协同工作，对天线的频段、波束覆盖范围、共视区域和探测距离都有较高的要求，同时满足条件的多个站点不一定能够覆盖高速目标的飞行区域。传统的多站无源定位需要解决多接收站之间的时间、空间的同步问题，目标回波的弱信号检测问题，高精度的定位方程组求解方法。因为被测辐射源信号是未知的，多辐射环境脉冲配对和信号分选问题就更为复杂；

4、卫星定位对卫星的过境时间、卫星转发器工作频段和波束共视区域有诸多限制，而且卫星地球站的建设周期很长，对地球站的设备间同步精度要求较高。因为卫星覆盖的区域广，所以搜索的范围大，目标探测的时间较长。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于双通道的高速目标步进探测方法及系统，所述方法主要是基于双通道来探测目标信号，且在单个通道中采用步进方式满足对全空域宽频段进自动搜索目标，再将双通道搜索到的两路信号的相关性进行检测，当检测到目标信号后实时测量目标信号的特征参数，然后启动星地联合定位流程，把单站探测结果作为星地联合定位的先验信息，解算目标的位置信息，可以提升星地联合定位的探测精度。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

3、一种基于双通道的高速目标步进探测方法，所述方法具体包括以下步骤：

4、s0：获得由多个射频信号搜索区域组成的全空域宽频段，且多个射频信号搜索区域在全空域宽频段中进行依次排序；

5、s1：获得全空域宽频段中当前射频信号搜索区域，并根据任务参数在双通道中分别对当前射频信号搜索区域进行目标搜索，得到两路目标信号；

6、s2：根据双通道的相关性对两路目标信号进行目标检测，根据检测结果判断是否检测到有效目标信号，若是，则转到步骤s3，若否，则转到步骤s1，并对下一个射频信号搜索区域进行目标搜索；

7、s3：根据有效目标信号得到对应卫星地面站的目标数据，并将对应卫星地面站的目标数据代入到星地联合定位方程中进行计算，计算得到有效目标信号的目标位置信息。

8、进一步的，在s0中，获得由多个射频信号搜索区域组成的全空域宽频段的具体过程为：

9、根据天线的接收特性，将整个预设频率划分为三段频率区域，每一段频率区域作为一个射频信号搜索区域的频段，并在射频信号搜索区域采用两套天线进行频段内的波束覆盖。

10、进一步的，在s2中，根据双通道的相关性对两路目标信号进行目标检测的具体过程为：

11、获得两路目标信号所对应的通道的基带i/q数据，将两个通道的基带i/q数据做相关计算，若相关峰的幅度大于检测门限，则判定为检测到有效目标信号。

12、进一步的，所述s3中具体包括以下步骤：

13、s31：测量得到有效目标信号的特征参数，并根据有效目标信号的特征参数启动对应的卫星接收站进行数据采集，得到卫星信号的采集数据；

14、s32：对有效目标信号的特征参数以及卫星的采集数据进行预处理，并将预处理后的结果进行汇集，汇集成卫星地面站的目标数据；

15、s34：将卫星地面站的目标数据代入到星地联合定位方程中进行计算，计算得到有效目标信号的目标位置信息。

16、进一步的，所述有效目标信号的特征参数包括有效目标信号的频率、带宽、功率、信噪比；在s31中，测量得到有效目标信号的特征参数的测量过程具体为：

17、对有效目标信号进行傅里叶变换fft，得到频谱数据，多帧频谱完成最大保持，选择频谱幅度最大值对应频率作为有效目标信号的频率；并将频谱幅度最大值对应功率作为有效目标信号的功率；频谱幅度最大值附近的预设范围内的频率区间作为有效目标信号的带宽；并计算预设范围内的带宽的功率和噪声比值作为有效目标信号的信噪比。

18、进一步的，在s32中，对有效目标信号的特征参数以及卫星的采集数据进行预处理具体包括以下处理：信号的混频、滤波、抽取、数字信道化和时频差参数估计。

19、进一步的，在s31中，所述卫星接收站包括用于采集主星信号的卫星接收站和用于采集邻星信号的卫星接收站，用于采集主星信号的卫星接收站的覆盖范围与用于采集邻星信号的卫星接收站的覆盖范围之间产生共视区域，且共视区域内包含有全空域宽频段的覆盖范围。

20、进一步的，所述目标信号为中频信号，当天线接收前端对该射频信号搜索区域的频段进行接收和低噪声放大后，输出给变频器，通过变频器将射频信号下变频到中频信号。

21、一种基于双通道的高速目标步进探测系统，包括：

22、射频信号搜索区域获得模块：获得由多个射频信号搜索区域组成的全空域宽频段，且多个射频信号搜索区域在全空域宽频段中进行依次排序；

23、基于双通道的目标信号搜索模块：获得全空域宽频段中当前射频信号搜索区域，并根据任务参数在双通道中分别对当前射频信号搜索区域进行目标搜索，得到两路目标信号；

24、目标检测模块：根据双通道的相关性对两路目标信号进行目标检测，根据检测结果判断是否检测到有效目标信号；

25、目标位置信息定位模块：根据有效目标信号得到对应卫星地面站的目标数据，并将对应卫星地面站的目标数据代入到星地联合定位方程中进行计算，计算得到有效目标信号的目标位置信息。

26、进一步的，所述目标位置信息定位模块中还包括以下模块：

27、卫星启动模块：测量得到有效目标信号的特征参数，并根据有效目标信号的特征参数启动对应的卫星接收站进行数据采集，得到卫星信号的采集数据；

28、目标数据汇集模块：对有效目标信号的特征参数以及卫星信号的采集数据进行预处理，并将预处理后的结果进行汇集，汇集成卫星地面站的目标数据；

29、星地联合定位模块：将卫星地面站的目标数据代入到星地联合定位方程中进行计算，计算得到有效目标信号的目标位置信息。

30、本发明的有益效果：

31、本发明提供了一种基于双通道的高速目标步进探测方法及系统，所述方法主要是基于双通道来探测目标信号，且在单个通道中采用步进方式满足对全空域宽频段进自动搜索目标，再将双通道搜索到的两路信号的相关性进行检测，当检测到目标信号后实时测量目标信号的特征参数，然后启动星地联合定位流程，把单站探测结果作为星地联合定位的先验信息，解算目标的位置信息，可以提升星地联合定位的探测精度。

32、并且，不需要去移动设备完成单站多点交汇定位，通过截获目标上行通信信号，并利用现有的卫星通信地球站，实现星地联合定位解算目标位置，设备覆盖的频段宽，与地球同步轨道卫星的适配性强，充分融合了多站无源定位和卫星定位的优势，节约了资源和成本。