一種新算法的干擾信號偵測、追蹤與定位系統

2 新算法與經(jīng)典算法比較
傳統目標源定位中，計算目標源經(jīng)度和緯度的經(jīng)典算法主要有2種：一是“兩點(diǎn)定位法”，即2條相對干擾源的定向射線(xiàn)(由測量時(shí)，定向天線(xiàn)給出的方向)交于一點(diǎn)，則這一交點(diǎn)，就是所要求的目標點(diǎn)，如圖l所示。

這種算法缺點(diǎn)是在求解干擾源C的經(jīng)、緯度過(guò)程需考慮的情況較多。例如求解過(guò)程中，以測量點(diǎn)A為例，A點(diǎn)的經(jīng)度可能比B點(diǎn)高，或比B點(diǎn)低；A點(diǎn)的緯度可能比B點(diǎn)高，或比B點(diǎn)低，這共有4種情況，再加上干擾點(diǎn)C的每一種情況對應的2種不確定性，那么實(shí)際C點(diǎn)在求解過(guò)程中可能性共有4×4=16種。那么至少要編寫(xiě)16個(gè)子程序，其編程過(guò)程異常復雜，且易于出錯。
二是“雙曲線(xiàn)定位法”，該定位法是以三個(gè)測量點(diǎn)中的任意兩個(gè)為雙曲線(xiàn)的焦點(diǎn)，并作兩對雙曲線(xiàn)，這兩對雙曲線(xiàn)必然有交點(diǎn)，該交點(diǎn)就是所求的干擾點(diǎn)。但這種方法也存在多種情況，分析比較復雜。因此基于該系統設計的要求，提出了一種新的定位算法。
該新算法主要優(yōu)點(diǎn)：建立數學(xué)模型，簡(jiǎn)潔、明了和直觀(guān)地分析問(wèn)題；極大改進(jìn)“兩點(diǎn)定位法”，避免各種復雜、繁瑣情況的出現，避免因南北半球或者經(jīng)、緯度的矢量性而產(chǎn)生的計算錯誤；簡(jiǎn)化系統程序的復雜程度，提高程序的運行速率，縮短程序運行的周期，從而加快干擾源的追蹤和定位；精簡(jiǎn)系統設備，降低設備成本，擴展原有系統功能。

3 系統算法
該系統設計的核心算法可分成兩部分，一是干擾點(diǎn)的跟蹤和定位，也就是求解干擾源經(jīng)、緯度；二是求解距離，即求解干擾源C與測量點(diǎn)A和B的距離。軟件設計時(shí)，以模塊化的設計思想，結合TMS320F2812的指令及其硬件的結構特點(diǎn)，系統軟件設計分為算法主程序和A/D轉換程序。
3．1 干擾偵測系統的基本原理
圖2為干擾偵測與定位系統原理圖。為了直觀(guān)，把整個(gè)系統的主要原理圖抽象到二維平面坐標系中，其中：A點(diǎn)為偵測的主機位置；B點(diǎn)為偵測的從機位置；C點(diǎn)為待測干擾源；Jl為主機測試點(diǎn)A和干擾源C點(diǎn)之間的連線(xiàn)與正北方向的夾角；J2為從機測試點(diǎn)B和干擾源C點(diǎn)之間的連線(xiàn)與正北方向的夾角。以A點(diǎn)為坐標參考點(diǎn)，令A點(diǎn)坐標為(AJ，AW)，則B點(diǎn)和C點(diǎn)的坐標分別是(BJ―AJ，BW―AW)、(CJ―AJ，CW―AWl：坐標X軸定義為經(jīng)度，Y軸定義為緯度。

假定坐標系XOY中，在A(yíng)點(diǎn)進(jìn)行干擾測試，當頻譜儀的探測天線(xiàn)轉到與正北方向成J1角度時(shí)，干擾信號強度最大、干擾信號最強，因此可以確定干擾源就在射線(xiàn)AA’上，其干擾信號與主機測量點(diǎn)(以正北方向為參考方向)的夾角就是Jl；同理，在從機探測點(diǎn)B點(diǎn)測量時(shí)，干擾源就在射線(xiàn)BB’上，其干擾信號與從機測量點(diǎn)(以正北方向為參考方向)的夾角就是J2；兩條射線(xiàn)AA’和BB’的交點(diǎn)就是干擾源C點(diǎn)，即完成干擾源的偵測和定位。假如測量過(guò)程中，干擾源不停移動(dòng)，由于整個(gè)系統在定位時(shí)，干擾源的定位時(shí)間非常短暫，因此，經(jīng)過(guò)多次偵測和定位，可形成無(wú)數個(gè)C點(diǎn)組成的干擾源軌跡，從而發(fā)現干擾源的運動(dòng)參數，完成對干擾信號的追蹤。