张宇阳

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)



利用三星时频差的运动辐射源定位与测速方法*

张宇阳**

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

摘要：针对高轨三星无源定位系统对空中恒定高度运动目标探测的应用场景，提出了一种利用信号到达时差(TDOA)、到达频率差(FDOA)的无源定位与测速方法。详细描述了算法原理、算法处理步骤，利用STK(Satellite Tool Kit)软件结合计算机仿真，分析了时差测量误差、频差测量误差、高程估计误差对定位精度与测速精度的影响。该方法定位精度与测速精度较高，具有一定的工程应用价值。

关键词：三星无源定位；运动辐射源；测速；到达时间差；到达频率差

高轨卫星平台对地观测范围大，具有较强的信号侦收和截获能力，对非合作辐射源进行位置估计是卫星平台非合作信号处理的重要功能之一，其主要方法有测频定位[1-2]、测向定位[3]、双星时频差定位[4-5]、三星时差定位[6]。目前对无源定位的研究主要集中在对地球表面静止目标进行定位，对具有一定高程的运动目标进行定位分析较少。本文利用3颗卫星截获到信号并计算信号间的时差和频差信息，构建定位与测速方程，解算获得信号位置和速度。该方法通过对其卫星通信上行信号或雷达信号100 ms的短时观测，实现对信号的定位与测速。

1辐射源定位与测速原理

三星时频差定位与测速原理如图1所示，利用同一辐射源信号到达主星与辅星A的时间差Δt1和到达主星与辅星B的时间差Δt2，在地球面投影的两组双曲线交点确定辐射源的位置，如图2所示。……