一種靜止輻射源的定位方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靜止輻射源的定位方法和裝置。所述方法包括：對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一個網(wǎng)格的坐標；計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)；使用相位干涉儀對所述靜止輻射源進行M次相位測量，得到每次相位測量的相位差測量值，其中M為大于1的正整數(shù)；根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)，計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止輻射源的位置坐標。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠正確解模糊，減小錯誤解模糊的概率，提升定位精度。
【專利說明】
一種靜止輻射源的定位方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及星載干涉儀測向定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種靜止輻射源的定位方法 和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 干涉儀測相位差測向體制普遍應(yīng)用于低軌無源測向系統(tǒng)，是一種重要的測向體 制。由于衛(wèi)星平臺限制和噪聲影響，測向系統(tǒng)存在相位差模糊、測向模糊（即多個方向無法 唯一選擇)和錯誤解模糊（即錯誤選擇了一個方向）的問題，成為干涉儀測相位差測向體制 高效應(yīng)用的制約因素。其中，相位差模糊和測向模糊問題已有廣泛的研究，而錯誤解模糊問 題則鮮有研究。
[0003] 常用的解模糊方法有基于t檢驗與F檢驗的判斷方法，但這兩種方法仍然存在無法 解模糊甚至錯誤解模糊的概率，特別當基線波長比較大或相位測量誤差較大時上述概率無 法忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述描述，本發(fā)明提供了一種靜止輻射源的定位方法和裝置，以解決現(xiàn)有解 模糊方法中無法解模糊、錯誤解模糊的問題。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0006] -方面，本發(fā)明提供了 一種靜止輻射源的定位方法，所述方法包括：
[0007] 對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一個網(wǎng)格的坐標；
[0008] 計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)；
[0009] 使用相位干涉儀對所述靜止輻射源進行Μ次相位測量，得到每次相位測量的相位 差測量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)；
[0010] 根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函 數(shù)，計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng) 格坐標定位為所述靜止輻射源的位置坐標。
[0011] 優(yōu)選地，所述計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)包括：
[001 2]根據(jù)相位干涉儀單次相位測量的相位差測量估計值φ ji (X。，y。，2。)+印，建立所述 靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：
[0014]根據(jù)所述相位差測量估計值<^辦。，7。，2。)+6#與相位差測量值(^/的對應(yīng)關(guān)系 Φ」辦。，7。，2。)+郎=Φ j/+2nl3T和所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)P'i (Xk，yP，zo)，計算得到所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)：
[0016]其中，Φ ji(x，y，z)=kj(Ui(x，y，z) · dji)/| |dji| I，kj = 23ik〇j，k()j 為第 j 條基線長度 與信號波長之比，1^(1，7,2)=；1^(1，7,2)/||；1^(1，7,2)||，；1^為第；[次測量時天線坐標系原 點匕#，2：1)至靜止福射源(1，7,2)的矢量，；1^=(11,711，2-2：1)，(1#為第；[次測量時第」條 基線構(gòu)成的矢量，I Idd I為矢量(1#的模值;e#為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為4 的正態(tài)分布;m和Π 2為正整數(shù)，且n2_niG {-1，0, 1}; φ #(1。，7。，2。)為相位干涉儀第」_條基線 第i次測量的相位差理論值，巾^(1。，7。3。)+6#為相位干涉儀第」條基線第1次測量的相位 差估計值，巾/:為相位干涉儀第j條基線第i次測量的相位差測量值。
[0017]優(yōu)選地，所述計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)還包括：
[0018]根據(jù)限定條件：
[0020]對所述概率函數(shù)p i ( X k，y p，z Q )進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的概率函數(shù)
[0021 ]優(yōu)選地，所述計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)還包括：
[0022] 對所述優(yōu)化后的概率函數(shù)Pi$ (a，yP，zo)進行歸一化處理，得到歸一化的概率函數(shù)
[0023] 優(yōu)選地，所述根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng) 格的概率函數(shù)，計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大 值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止輻射源的位置坐標具體為：
[0024] 根據(jù)每次相位測量的相位差測量值Φ ' ji和所述歸一化的概率函數(shù)A，)>z?}，計 算得到所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值為
[0025] 將累積概率值中的最大值 靜止輻射源的位置坐標；
[0026]其中，靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) | XL彡X彡xu，yL彡y彡yu}，δ X、Δ y為網(wǎng)格 步進。
[0027] 另一方面，本發(fā)明提供了 一種靜止輻射源的定位裝置，該裝置包括：
[0028] 網(wǎng)格劃分單元，用于對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一 個網(wǎng)格的坐標；
[0029] 概率函數(shù)計算單元，用于計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)；
[0030] 相位差測量值獲取單元，用于使用相位干涉儀對所述靜止輻射源進行Μ次相位測 量，得到每次相位測量的相位差測量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)；
[0031 ]定位單元，用于根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止輻射源位于每一個 網(wǎng)格的概率函數(shù)，計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最 大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止輻射源的位置坐標。
[0032] 優(yōu)選地，所述概率函數(shù)計算單元包括：
[0033] 建立模塊，用于根據(jù)相位干涉儀單次相位測量的相位差測量估計值Φ#(χ〇,7〇，ζ。） +e#，建立所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：
[0035]計算模塊，用于根據(jù)所述相位差測量估計值(^^(^。^。彡+^^與相位差測量值 Φ j/的對應(yīng)關(guān)系Φ #(χ〇,7〇，ζ〇)+θ#= Φ j/+2niJi和所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ) 的概率函數(shù)？'1(&， 5^，2())，計算得到所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)：
[0037] 其中，Φ ji(x，y，z)=kj(Ui(x，y，z) · dji)/| |dji| |，kj = 23ik〇j，k()j 為第 j 條基線長度 與信號波長之比，1^(1，7,2)=；1^(1，7,2)/||；1^(1，7,2)||，；1^為第；[次測量時天線坐標系原 點匕#，2：1)至靜止福射源(1，7,2)的矢量，；1^=(11,711，2-2：1)，(1#為第；[次測量時第」條 基線構(gòu)成的矢量，I Idd I為矢量d#的模值;e#為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為g 的正態(tài)分布;ηι和Π 2為正整數(shù)，且n2_niG {-1，0, 1}; φ #(1。，7。，2。)為相位干涉儀第」_條基線 第i次測量的相位差理論值，巾^(1。，7。3。)+6#為相位干涉儀第」條基線第1次測量的相位 差估計值，Φ 為相位干涉儀第j條基線第i次測量的相位差測量值。
[0038] 優(yōu)選地，所述概率函數(shù)計算單元還包括：
[0039]優(yōu)化模塊，用于根據(jù)限定條件：
[0041 ]對所述概率函數(shù)p i ( X k，y p，z Q )進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的概率函數(shù)
[0042] 優(yōu)選地，所述概率函數(shù)計算單元還包括：
[0043] 歸一化模塊，用于對所述優(yōu)化后的概率函數(shù)PAXk，yP，ZQ)進行歸一化處理，得到歸
[0044] 優(yōu)選地，所述定位單元包括：
[0045] 累積概率值計算模塊，用于根據(jù)每次相位測量的相位差測量值Φ'#和所述歸一化 的的概率函數(shù)計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值
[0046]位置坐標確定模塊，用于將累積概率值中的 作為所述靜止輻射源的位置坐標；
[0047]其中，靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) | XL彡X彡xu，yL彡y彡yu}，δ X、Δ y為網(wǎng)格 步進。
[0048] 本發(fā)明實施例的有益效果是:本發(fā)明通過對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行網(wǎng)格劃 分，并得到靜止輻射源位于每個網(wǎng)格內(nèi)的概率函數(shù);利用相位干涉儀對靜止輻射源進行確 定次數(shù)的相位測量，來避免單次相位測量造成的錯誤解模糊，根據(jù)靜止輻射源位于每個網(wǎng) 格內(nèi)的概率函數(shù)和每次相位測量的相位差測量值計算得到靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的 累積概率值，由于在基于多次相位測量結(jié)果計算得到的累積概率分布中，感興趣區(qū)域內(nèi)非 靜止輻射源位置處每個網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值遠小于靜止輻射源位置處網(wǎng)格對應(yīng)的累積 概率值，因此將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標確定定位結(jié)果的定位方法能夠正確解 模糊，減少錯誤解模糊的概率，提升定位精度。
【附圖說明】
[0049] 圖1為實施例一提供的靜止輻射源的定位方法流程圖；
[0050] 圖2為實施例一提供的地球固連坐標系和相位干涉儀天線坐標系的示意圖；
[0051] 圖3為實施例一提供的一次相位測量結(jié)果對應(yīng)的靜止輻射源位于感興趣區(qū)域任一 網(wǎng)格內(nèi)的概率分布示意圖；
[0052] 圖4為實施例一提供的兩次相位測量結(jié)果對應(yīng)的靜止輻射源位于感興趣區(qū)域任一 網(wǎng)格內(nèi)的概率分布示意圖；
[0053] 圖5為實施例二提供的靜止輻射源的定位裝置結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0054] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0055] 本發(fā)明的整體設(shè)計思想為:針對干涉儀測相位差測向體制中存在的錯誤解模糊的 問題，以多次相位差測量的方法可以提升正確解模糊的概率為理論依據(jù)，通過對靜止輻射 源的感興趣區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，計算靜止輻射源位于每個網(wǎng)格內(nèi)的概率，基于感興趣區(qū)域 內(nèi)非靜止輻射源位置處的每個網(wǎng)格對應(yīng)的干涉儀多次相位測量值的累積概率值遠小于相 對靜止輻射源位置處的網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值的事實，實現(xiàn)對靜止輻射源的定位。
[0056] 實施例一
[0057] 圖1為本實施例提供的靜止輻射源的定位方法流程圖，如圖1所示，圖1中的方法包 括：
[0058] S110,對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一個網(wǎng)格的坐標。 [0059]本實施例中假設(shè)靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) |xl彡X彡xu，yL彡y彡yu}，以網(wǎng) 格步進△ X、△ y對該感興趣區(qū)域進行均勾的網(wǎng)格劃分，對于任一網(wǎng)格(xk，yP)的坐標有:xk= XL,XL+A x,xl+2 Δ X, . . . ,xu,yP = yL,yL+Ay,yL+2Ay, ... ,yu〇
[0060] S120,計算靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)。
[0061] 為便于描述本步驟中計算靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)，本實施例定義 如圖2所示的坐標體系。
[0062] 圖2為本實施例提供的地球固連坐標系和相位干涉儀天線坐標系的示意圖，圖2中 的坐標系XYZ為地球固連坐標系，地球固連坐標系為不隨時間改變的坐標系，記靜止輻射源 的位置為s，在地球固連坐標系中的坐標為(X。，y。，z。）；圖2中的坐標系X' iY' iZ' i為相位干涉 儀第i次測量時的天線坐標系，其原點〇\在地球固連坐標系中的坐標為(^^^^^根據(jù)相 位干涉儀相位差測量理論，可以得到相位干涉儀第j條基線在第i次相位測量時的相位差理 論值為：
[0063] φ ji(x，y，z)=kj(Ui(x，y，z) · dji)/| |dji| | (1)
[0064] 式⑴中，φ ji(x，y，z)=kj(Ui(x，y，z) · dji)/| |dji| I，kj = 2Jik〇j，k〇j 為第j 條基線 長度與信號波長之比，1^(1，7,2)=；1^(1，7,2)/||；1^(1，7,2)||，；1^為第；[次相位測量時天線 坐標系原點^#，2：1)至靜止福射源8(1，7,2)的矢量，；1^=(11,711，2-2：1)，(1#為第；[次測 量時第j條基線構(gòu)成的矢量，I Id#11為矢量cU的模值。
[0065] 需要說明的是，本實施例假設(shè)靜止輻射源8(^，7。，2。）中的高程參數(shù)2。已知，本實 施例只需確定靜止輻射源S中參數(shù)X。和y。。
[0066]步驟S120中，計算靜止輻射源s位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)具體過程如下：
[0067]根據(jù)相位干涉儀單次相位測量的相位差測量估計值巾#&。，7。，2。)+6^，建立靜止 輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：
[0069] 式（2 )中，e j i為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為cr〗的正態(tài)分布， /卜A (λ，凡,) + %)(為(?,3^，z"),σρ2))為在均值為φ ji(Xk，yp，ZO)、方差為σβ2的正態(tài)分布 中，取值為Φ』辦。，7。，2：。)+6#)的概率密度函數(shù)。
[0070] 由于相位干涉儀測量得到的相位差測量值ΦΥ是經(jīng)折疊后的值，即通過相位干涉 儀相位測量得到的相位差測量值ΦΖ的取值范圍為Φ」/ <JT，可知式(2)中的相位差 測量估計值^心^:^士^^與相位差測量值^/通常相差整周數(shù)舊巾」^。，;^。，？。^# =Φ j/ +2niJT。基于此，可以根據(jù)相位差測量估計值φ ji(x。，y。，Zci)+eji與相位差測量值φ j/ 的對應(yīng)關(guān)系Φjl(X。，y。，z。)+幻1=Φ jl/+2nl3I，對公式⑵進行改寫，即可得到基于相位差測 量值Φ j/的靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)Pi (xk，yP，z〇)。
[0072]式（3)中，m和112為正整數(shù)，由于相位差測量誤差叫一般較小，通常小于90°，即因 相位差測量誤差e#引起的(^辦。，7。，2。)+幻1和(^辦。， 7。，2。)整周數(shù)的差別不大于1，因此 式(3)的中mnie {-1，〇，1}。
[0073] 其中，式(3)中的傘#(叉1<，71)，2。)滿足公式(4):
[0074]
[0075] 式(4)中，mod(A，B)=A_n · Β，《_=|_|專，I · I為取絕對值運算符，|_·」為向下取整 運算符。
[0076] 在本實施例的一個優(yōu)選方案中，由于相位差測量誤差e j i -般較小，則 + 有如下推導：
[0082] 基于上述限定條件，可以分別計算n2-ni = -1，η2-ηι = 0，n2-ni = 1時，式(3)中的概 率函數(shù)?1(壯，7[)，2())，選取最大值的概率函數(shù)作為優(yōu)化后的概率函數(shù)。
[0083] 具體的，根據(jù)限定條件：
[0085] 對式（3)中的概率函數(shù)？1(^，5^，2〇)進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的概率函數(shù)
[0086] 由于本實施例采用多次相位測量的方法來提升正確解模糊的概率，為避免在后續(xù) 過程中，計算靜止輻射源位于每一網(wǎng)格內(nèi)的累積概率值不因數(shù)值過小而產(chǎn)生計算誤差，本 實施例優(yōu)選地對優(yōu)化后的概率函數(shù)Pi* (xk，yP，ζο)進行歸一化處理。
[0087]具體的，根據(jù)下述公式對優(yōu)化后的概率函數(shù)?1*(1~2())進行歸一化處理 ：
[0089] S130,使用相位干涉儀對靜止輻射源進行Μ次相位測量，得到每次相位測量的相位 差測量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)。
[0090] 其中，Μ值可以根據(jù)仿真實驗或歷史測量數(shù)據(jù)確定。
[0091] S140,根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函 數(shù)，計算靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐 標定位為靜止輻射源的位置坐標。
[0092] 由于相位干涉儀對靜止輻射源的Μ次相位測量得到的相位差測量值相互獨立，因 此本實施例可以根據(jù)每次相位測量的相位差測量值Φ ' j i和式（7)中歸一化的概率函數(shù) 計算靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，得到靜止輻射源位于每一個 網(wǎng)格的累積概率值為：
[0094] 則根據(jù)式(8)可以得到，靜止輻射源位于感興趣區(qū)域內(nèi)每個網(wǎng)格的累積概率值，比 較每個網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值，將累積概率值中的
為該靜止輻射源的位置坐標，從而實現(xiàn)對靜止輻射源的定位。
[0095] 本實施例通過對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，并得到靜止輻射源位于 每個網(wǎng)格內(nèi)的概率函數(shù);利用相位干涉儀對靜止輻射源進行確定次數(shù)的相位測量，來避免 單次相位測量造成的錯誤解模糊，根據(jù)靜止輻射源位于每個網(wǎng)格內(nèi)的概率函數(shù)和每次相位 測量的相位差測量值計算得到靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，由于在基于多次 相位測量結(jié)果計算得到的累積概率分布中，感興趣區(qū)域內(nèi)非靜止輻射源位置處每個網(wǎng)格對 應(yīng)的累積概率值遠小于靜止輻射源位置處網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值，因此將累積概率值中最 大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標確定定位結(jié)果的定位方法能夠正確解模糊，減少錯誤解模糊的概率， 提升定位精度。
[0096] 為更加形象的說明本實施例的有益效果，下面通過一個具體實現(xiàn)方案進行說明：
[0097] 為簡便計算過程，且不失一般性，本具體實現(xiàn)方案中假設(shè)靜止輻射源s在地球固連 坐標系XYZ中的坐標為(0,0,0)，相位干涉儀為均勻分布的五陣元平面圓陣相位干涉儀，該 相位干涉儀的圓陣中心設(shè)置一相位參考接收通道，正對地球固連坐標系的XY平面，即相位 干涉儀的天線坐標系Z'軸與地球固連坐標系Z軸反向，且相位干涉儀的天線坐標系原點0' 在地球固連坐標系XYZ中隨時間變化的坐標為(-200+10t，-400+10t，600)。
[0098] 假設(shè)相位干涉儀在t = 1，2，…的整數(shù)時刻開展各陣元與參考通道的相位測量，且 相位測量時間遠小于測量時間間隔。
[0099] 當相位干涉儀第j條基線長度與信號波長之比kQj = 55.5，< =25°時，通過上述式 (7)可以得到基于每次相位測量的相位差測量值對應(yīng)的歸一化概率再根據(jù) 式⑶可以計算得到靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值P1=1,2,...M(xk，y P，Z〇)。
[0100] 本具體實現(xiàn)方案分別以相位測量次數(shù)M=1和M=2為例，說明相位測量次數(shù)取值對 靜止輻射源定位結(jié)果的影響：
[0101] 當相位測量次數(shù)M=1時，計算得到靜止輻射源的定位誤差為225.016;當相位測量 次數(shù)M= 2時，計算得到靜止輻射源的定位誤差為1。由此可見，當本具體實現(xiàn)方案采用上述 參數(shù)組合(如k〇j = 55.5，=25")時，相位干涉儀進行兩次相位測量即可得到準確的靜止福 射源的定位結(jié)果。顯然，對于不同的參數(shù)組合，需要開展充分分析以確定最優(yōu)的相位測量次 數(shù)。
[0102] 需要說明的是，本具體實現(xiàn)方案通過定位誤差公式，
計算相 位測量次數(shù)Μ= 1和Μ=2時定位結(jié)果的誤差，其中XQ = 0，yo = 0。
[0103] 參考圖3和圖4所示，圖3為一次相位測量結(jié)果對應(yīng)的靜止輻射源位于感興趣區(qū)域 任一網(wǎng)格內(nèi)的概率分布示意圖，圖4為兩次相位測量結(jié)果對應(yīng)的靜止輻射源位于感興趣區(qū) 域任一網(wǎng)格內(nèi)的概率分布示意圖，對比圖3和圖4的概率分布示意圖，也可直觀的看出，圖3 中靜止輻射源位于感興趣區(qū)域任一網(wǎng)格內(nèi)的概率分布中，存在較多高度相近的峰值，有較 為明顯的錯誤解模糊現(xiàn)象，而圖4中靜止輻射源位于感興趣區(qū)域任一網(wǎng)格內(nèi)的概率分布中， 最大峰值較為明顯，有效地解決了錯誤解模糊的問題。
[0104] 實施例二
[0105] 本實施例基于與實施例一相同的技術(shù)構(gòu)思，提供了一種靜止輻射源的定位裝置。
[0106] 圖5為本實施例提供的靜止輻射源的定位裝置結(jié)構(gòu)框圖，如圖5所示，該定位裝置 包括：
[0107] 網(wǎng)格劃分單元51，用于對靜止輻射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每 一個網(wǎng)格的坐標。
[0108] 概率函數(shù)計算單元52,用于計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)。
[0109] 相位差測量值獲取單元53,用于使用相位干涉儀對所述靜止輻射源進行Μ次相位 測量，得到每次相位測量的相位差測量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)。
[0110] 定位單元54,用于根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止輻射源位于每一 個網(wǎng)格的概率函數(shù)，計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中 最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止輻射源的位置坐標。
[0111] 本實施例的概率函數(shù)計算單元52包括：
[0112] 建立模塊，用于根據(jù)相位干涉儀單次相位測量的相位差測量估計值Φ #(χ〇,7〇，ζ。） +e#，建立靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：
[0m]計算模塊^于根據(jù)相位差測量估計值巾^"^士^^與相位差測量值^/的 對應(yīng)關(guān)系巾#&。，7。，2。)+6#=(^/+211131和靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù) 戸'"壯^^別^計算得到靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)：
[0116] 其中，Φ ji(x，y，z)=kj(Ui(x，y，z) · dji)/| |dji| I，kj = 2Jik〇j，k〇j為第j條基線長度 與信號波長之比，1^(1，7,2)=；1^(1，7,2)/||；1^(1，7,2)||，；1^為第；[次測量時天線坐標系原 點匕#，2：1)至靜止福射源(1，7,2)的矢量，；1^=(11,711，2-2：1)，(1#為第；[次測量時第」條 基線構(gòu)成的矢量，I Idd I為矢量(1#的模值;e#為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為< 的正態(tài)分布;m和Π 2為正整數(shù)，且n2_niG {-1，0, 1}; φ #(1。，7。，2。)為相位干涉儀第」_條基線 第i次測量的相位差理論值，巾^(1。，7。3。)+6#為相位干涉儀第」條基線第1次測量的相位 差估計值，Φ 為相位干涉儀第j條基線第i次測量的相位差測量值。
[0117] 在本實施例的一優(yōu)選方案中，概率函數(shù)計算單元52還包括:優(yōu)化模塊和歸一化模 塊；
[0118] 優(yōu)化模塊，用于根據(jù)限定條件：
[0120]對所述概率函數(shù)P , ( X k，y p，z Q )進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的概率函數(shù)
[0121 ] 歸一化模塊，用于對優(yōu)化后的概率函數(shù)Pi*(Xk，yp，ZQ)進行歸一化處理，得到歸一
[0122] 定位單元54包括:累積概率值計算模塊和位置坐標確定模塊；
[0123] 累積概率值計算模塊，用于根據(jù)每次相位測量的相位差測量值Φ'#和所述歸一化 的的概率函數(shù)3VZ<0,計算所述靜止輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值
[0124] 位置坐標確定模塊，用于將累積概率值中的最 為所述靜止輻射源的位置坐標；
[0125]其中，靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) | xl彡X彡xu，yL彡y彡yu}，Δ X、Δ y為網(wǎng)格 步進。
[0126] 本發(fā)明裝置實施例的各單元模塊的具體工作方式可以參見本發(fā)明的方法實施例， 在此不再贅述。
[0127] 綜上所述，本發(fā)明提供了 一種靜止輻射源的定位方法和裝置，通過對靜止輻射源 的感興趣區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，并得到靜止輻射源位于每個網(wǎng)格內(nèi)的概率函數(shù);利用相位干 涉儀對靜止福射源進行確定次數(shù)的相位測量，來避免單次相位測量造成的錯誤解模糊，根 據(jù)靜止輻射源位于每個網(wǎng)格內(nèi)的概率函數(shù)和每次相位測量的相位差測量值計算得到靜止 輻射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，由于在基于多次相位測量結(jié)果計算得到的累積概率 分布中，感興趣區(qū)域內(nèi)非靜止輻射源位置處每個網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值遠小于靜止輻射源 位置處網(wǎng)格對應(yīng)的累積概率值，因此將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標確定定位結(jié)果 的定位方法能夠正確解模糊，減少錯誤解模糊的概率，提升定位精度。
[0128]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種靜止福射源的定位方法，其特征在于，所述方法包括： 對靜止福射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一個網(wǎng)格的坐標； 計算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)； 使用相位干設(shè)儀對所述靜止福射源進行Μ次相位測量，得到每次相位測量的相位差測 量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)； 根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)，計 算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標 定位為所述靜止福射源的位置坐標。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述計算所述靜止福射源位于每一個 網(wǎng)格的概率函數(shù)包括： 根據(jù)相位干設(shè)儀單次相位測量的相位差測量估計值Φ W(X。，y。，zn)+ew，建立所述靜止 福射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：根據(jù)所述相位差測量估計值Φ ji(x〇 ,y〇, z〇)+eji與相位差測量值Φ j/的對應(yīng)關(guān)系Φ ji (x〇，yQ，ZQ)+eji= Φ ji' +2ηιπ和所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)P'i(a, yp，zo)，計算得到所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)：其中，Φji(x,y,z) = kj(Ui(x,y,z) · dji)/| |dji| I ,kj = 2地oj,koj為束j條基線長度與f曰 號波長之比，ui(x，y，z)=;ri(x，y，z)/||;ri(x，y，z)||，;ri為第i次測量時天線坐標系原點(xi， yi，zi)至靜止福射源(x，y，z)的矢量，;ri=(χ-χi，y-yi，z-zi)，dji為第i次測量時第j條基線構(gòu) 成的矢量，I I山ill為矢量山1的模值;ew為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為打扣勺正態(tài) 分布;m和Π 2為正整數(shù)，且n2-nie {-1,0,1}; Φ ji(χ。,y。,z。)為相位干設(shè)儀第j條基線第i次測 量的相位差理論值，ΦJl(χ。，y。，z。)+e扣為相位干設(shè)儀第j條基線第i次測量的相位差估計 值，Φ 'J1為相位干設(shè)儀第j條基線第i次測量的相位差測量值。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述計算所述靜止福射源位于每一個 網(wǎng)格的概率函數(shù)還包括： 根據(jù)限定條件：對戶備癖函撫知況，卻畑行優(yōu)化，德iJi尤側(cè)娜癖函類4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述計算所述靜止福射源位于每一個 網(wǎng)格的概率函數(shù)還包括： 對所述優(yōu)化后的概率函數(shù)Pl^χk，yp，z日）進行歸一化處理，得到歸一化的概率函數(shù)5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述根據(jù)每次相位測量的相位差測量 值和所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)，計算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的 累積概率值，將累積概率值中最大值對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止福射源的位置坐標具 體為： 根據(jù)每次相位測量的相位差測量值Φ '^1和所述歸一化的概率函數(shù)/^%下,_，_)，/,，2。；)，計算 得到所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值為將累積概率值中的最大值為所述靜止 福射源的位置坐標； 其中，靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) I化《x《xu，yL《y《yu}，A X、Δ y為網(wǎng)格步進。6. -種靜止福射源的定位裝置，其特征在于，所述裝置包括： 網(wǎng)格劃分單元，用于對靜止福射源的感興趣區(qū)域進行均勻的網(wǎng)格劃分，得到每一個網(wǎng) 格的坐標； 概率函數(shù)計算單元，用于計算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)； 相位差測量值獲取單元，用于使用相位干設(shè)儀對所述靜止福射源進行Μ次相位測量，得 到每次相位測量的相位差測量值，其中Μ為大于1的正整數(shù)； 定位單元，用于根據(jù)每次相位測量的相位差測量值和所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格 的概率函數(shù)，計算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值，將累積概率值中最大值 對應(yīng)的網(wǎng)格坐標定位為所述靜止福射源的位置坐標。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述概率函數(shù)計算單元包括： 建立模塊，用于根據(jù)相位干設(shè)儀單次相位測量的相位差測量估計值Φ ji(x。，y。，ZD)+eji， 建立所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率函數(shù)：計算模塊，用于根據(jù)所述相位差測量估計值Φ W(X。，y。，Ze)+化與相位差測量值Φ扣/的 對應(yīng)關(guān)系Φji(x。，y。，z。)+eji=Φj/+2nl3?和所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的基礎(chǔ)的概率 函數(shù)P'l(?，yp，z日），計算得到所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的概率函數(shù)：其中，Φ ji(x，y，z) = kj(Ui(x，y，z) · dji)/ I I dji I I，kj = 2地〇j，k〇j為第j條基線長度與信 號波長之比，ui(x，y，z)=;ri(x，y，z)/||;ri(x，y，z)||，;ri為第i次測量時天線坐標系原點(xi， yi，zi)至靜止福射源(x，y，z)的矢量，;ri=(χ-χi，y-yi，z-zi)，dji為第i次測量時第j條基線構(gòu) 成的矢量，I I dw Μ為矢量山1的模值;ew為相位差測量誤差，符合均值為0、方差為σ·卽勺正態(tài) 分布;ni和Π 2為正整數(shù)，且η2-ηι e {-1,0,1}; Φ ^義。,7。向)為相位干設(shè)儀第^'條基線第1次測 量的相位差理論值，ΦJl(x。，y。，z。)+e扣為相位干設(shè)儀第j條基線第i次測量的相位差估計 值，Φ 'J1為相位干設(shè)儀第j條基線第i次測量的相位差測量值。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述概率函數(shù)計算單元還包括： 優(yōu)化模塊，用于根據(jù)限定條件：對所述概率函數(shù)P 1 ( X k，y P，Z 0 )進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的概率函數(shù)9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述概率函數(shù)計算單元還包括： 歸一化模塊，用于對所述優(yōu)化后的概率函數(shù)Pl*(xk，yp，z日)進行歸一化處理，得到歸一化 的概率函數(shù)10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述定位單元包括： 累積概率值計算模塊，用于根據(jù)每次相位現(xiàn)瞳的相位差測量值Φ'*和所述歸一化的的概率函 數(shù)巧*估，》3。)，計算所述靜止福射源位于每一個網(wǎng)格的累積概率值位置坐標確定模塊，用于將累積概率值中的最大它作為所述靜止福射源的位置坐標； 其中，靜止福射源的感興趣區(qū)域為{(x，y) I化《x《xu，yL《y《yu}，A X、Δ y為網(wǎng)格步進。
【文檔編號】G01S3/12GK106093846SQ201610403731
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】尤明懿, 陸安南
【申請人】中國電子科技集團公司第三十六研究所