一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统，包括：判断基线长度与半波长关系；当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理；对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向；使得单通道相关干涉仪具有较强的抗波前失真能力，大量减少相关匹配时间，针对全频段可有效减少波前失真对测向精度的影响，可适配定向阵元、全向阵元，灵活性强，应用的分类算法根据频率、基线距离自适应，搜索区间准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统
本公开涉及一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统。
技术介绍
相关干涉仪无源测向技术广泛运用于军、民领域，具有精度高、性能稳定的特点。单通道算法利用移相器、合路器模拟多通道数据，样本全匹配时效性低。同时，相关干涉仪算法抗波前失真能力较弱，将失真信号引入相关计算会引发匹配错误。单通道相关干涉仪测向方法存在时效性低、测向精度与无相位模糊条件矛盾、抗波前失真能力弱的问题，现有算法无法解决上述问题，用户只能根据不同的使用环境现场采样，影响了测向系统的灵活性和适用性。现有技术方案：对于时效性问题，使用短基线解模糊，确定模糊区间，在模糊区间内进行搜索，获取方位角；对于抗波前失真能力，无现有解决方案；对于时效性低的解决方案，低信噪比情况下利用短基线解模糊有失败概率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本公开根据基线距离与波长的关系，通过相位、幅度对天线阵元接收的信号进行预处理，引入分类算法，使得单通道相关干涉仪具有较强的抗波前失真能力，大量减少相关匹配时间。第一方面，本公开提供了一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法，包括：获取干涉仪的基线长度数据和半波长数据，判断基线长度与半波长关系；当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理，当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向。第二方面，本公开还提供了一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向系统，包括：数据采集模块，被配置为：获取干涉仪的基线长度数据和半波长数据，判断基线长度与半波长关系；预处理模块，被配置为：当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理，当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；数据处理模块，被配置为：对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；测向模块，别配置为：对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向。第三方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成如第一方面所述的单通道相关干涉仪测向方法。第四方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成如第一方面所述的单通道相关干涉仪测向方法。与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：1、本公开采用根据基线距离与波长的关系，通过相位、幅度对天线阵元接收的信号进行预处理，引入分类算法，解决了单通道相关干涉仪测向方法存在时效性低、测向精度与无相位模糊条件矛盾、抗波前失真能力弱的问题，使得单通道相关干涉仪具有较强的抗波前失真能力，大量减少相关匹配时间。2、本公开通过判断基线长度与半波长关系；当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理；当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；解决了无法实现抗波前失真能力，和低信噪比情况下利用短基线解模糊有失败概率问题，针对全频段可有效减少波前失真对测向精度的影响。3、本方法中基于幅度滑动搜索的预处理方法可适配定向阵元、全向阵元，灵活性强，应用的分类算法根据频率、基线距离自适应，搜索区间准确。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本公开的基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法的流程图；图2是本公开的基于相位滑动搜索的预处理方法结果示意图；图3是本公开的基于幅度滑动搜索的预处理方法结果示意图；图4是
技术介绍
中波前失真引发的错误匹配示意图；图5是本公开的五阵元均匀圆阵二维模型；图6是本公开的五阵元均匀圆阵底部投影；图7是本公开的单通道算法阵元处理流程图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例1本公开根据基线距离与波长的关系，通过相位、幅度对天线阵元接收的信号进行预处理，引入分类算法，使得单通道相关干涉仪具有较强的抗波前失真能力，大量减少相关匹配时间。当基线长度小于半波长时，阵元间相位差可以被现有仪器准确测量，不存在相位模糊。通过理论计算引入相位差最大值，根据理论相位差最大值对实测相位差进行预处理，剔除不可信区间，在可信区间中与样本数据进行分组相关匹配，获取相关性最大的结果为来波方向。如图1、图2所示，基线长度小于半波长时，阵元5、6出现了波前失真，利用理论相位差作为阈值进行预处理，剔除掉失真数据后，实测值域样本值高度重合，匹配成功。如附图1所示，一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法，包括：步骤S1:获取干涉仪的基线长度数据和半波长数据，判断基线长度与半波长关系；步骤S2:当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理；步骤S3:对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；步骤S4:对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向。进一步的，当基线长度小于半波长时的测向方法具体实现步骤包括：步骤S201：普通阵元通过移相器与参考阵元形成一组相位差幅度值，并求解出对应的相位差，获取若干相位差形成相位差矩阵；参考阵元在阵列中固定的一个阵元，普通阵元为阵列中其他阵元。如图5-图7中O为参考阵元，A、B、C、D和E为普通阵元，普通阵元中阵元和移相器进行轮切。在单通道算法中，参考阵元为直通信号，参考阵元为经过移相器的信号，接收机收到的信号为参考阵元和普通阵元的合路信号。步骤S202：获取相位差矩阵的阵列中最大的相位差理论值；步骤S301：根据最大相位差理论值与设定阈值系数对进行野点处理；当不满足设定阈值条件时，剔除阵元数据；根据剔除阵元数据后的结果，将剩余阵元数据的阵元进行顺序分组；步骤S401：在不同的方位角区间内使用顺序分组后的阵元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，包括：/n获取干涉仪的基线长度数据和半波长数据，判断基线长度与半波长关系；/n当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理，当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；/n对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；/n对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，包括：
获取干涉仪的基线长度数据和半波长数据，判断基线长度与半波长关系；
当基线长度小于半波长时，根据理论相位差最大值对干涉仪的实测相位差进行预处理，当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；
对预处理后的实测相位差剔除不可信区间的样本数据；
对剩余样本数据进行分组和相关性匹配，获取匹配相关系数最大的值；相关系数最大的值所对应的方向为来波方向。


2.如权利要求1所述的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，当基线长度小于半波长时的测向方法具体实现步骤包括：
普通阵元通过移相器与参考阵元形成一组相位差幅度值，并求解出对应的相位差，获取若干相位差形成相位差矩阵；
获取相位差矩阵的阵列中最大的相位差理论值；
根据最大相位差理论值与设定阈值系数对进行野点处理；当不满足设定阈值条件时，剔除阵元数据；根据剔除阵元数据后的结果，将剩余阵元数据的阵元进行顺序分组；
在不同的方位角区间内使用顺序分组后的阵元相位差数据，匹配相关系数最大的值对应来波方向。


3.如权利要求2所述的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，形成相位差矩阵的具体步骤包括：重复普通阵元通过移相器与参考阵元形成一组相位差幅度值，并求解出对应的相位差的步骤，直至所有阵元全部切换完成，形成相位差矩阵。


4.如权利要求2所述的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，获取相位差矩阵的阵列中最大的相位差理论值的具体步骤为：根据相位差矩阵的频点、基线距离计算出相位差矩阵的阵列中最大的相位差理论值。


5.如权利要求1所述的单通道相关干涉仪测向方法，其特征在于，当基线长度大于半波长时，使用基于幅度的滑动区间进行预处理；将预处理后的数据利用单通道合成信号的幅度比较算法，获取各阵元间的合成幅度，形成顺序固定的幅度组合；
引入分类算法对幅度组合进行分类，根据分类结果获取搜索区间；
对搜索区间内的阵元进行相位差矩阵匹配，获取相位矩阵匹配后的最大相关系数；最大相关系数所对应的方向为来波方向。


6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：向长波，杨明洋，王锋，
申请(专利权)人：中电科仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37