本发明涉及目标定轨
技术领域：
，尤其涉及一种被动式高速交会目标直接定轨方法及系统。
背景技术：
：导弹的命中精度，是实现“点穴式”精确打击的首要指标，其实现与提高，需依托靶场试验的准确和定量评估。为此，在导弹设计验证、鉴定定型、生产批检和装备训练的靶场试验中，必须测量其相对靶标的末段弹道，即测量矢量脱靶量，以指导研制、考核性能、检验质量和评估训练水平。在靶标上安装主动雷达直接测量相对弹道，可不受射程和气象条件限制，是目前脱靶量测量应用最广泛的技术手段。然而，被测导弹是有较大几何尺寸的形体，而非理想的点散射源，受其体目标电磁散射特性等因素的制约，采用主动雷达的矢量脱靶量测量方法进一步提高精度，实现深亚米级的脱靶点测量精度有很大的难度。考虑到被测导弹上通常安装有遥测发射机，因此可考虑被动接收被测目标的遥测发射信号，对其进行信号处理实现被动式无线电矢量脱靶量测量。这种方法不仅可以简化靶载设备，更重要的是避免了主动雷达测量精度的主要制约因素，即被测目标形体尺寸和体目标电磁散射特性。此外，接收的遥测信号具有很高的信噪比，因此，矢量脱靶量的测量精度可大幅度得到提高。在现有的方案中，针对单站无源定轨问题已经出现了一些研究成果，主要思路就是利用接收信号中隐含的多普勒频率和到达角度(angleofarrival，简称aoa)等信息实现轨迹确定。然而，现有的单站无源定轨方法，是先设法从观测信号中提取出到达相位差以及伪多普勒频率等中间信息，然后再利用这些中间信息与被测目标轨迹参数的关系实现轨迹确定，而这类方法往往存在难于准确提取伪多普勒频率的问题，导致现有单站无源定轨方法的精度较低甚至失效。因此，现在亟需一种被动式高速交会目标直接定轨方法及系统来解决上述问题。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种被动式高速交会目标直接定轨方法及系统。本发明提供一种被动式高速交会目标直接定轨方法，包括：基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨方法，所述基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号，包括：根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号；通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨方法，所述复基带离散采样序列为：rk＝βkak(p0,v)sk nkk＝0,...,k-1；其中，rk表示第k个观测时隙内的复基带离散采样序列，βk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复传播系数，ak(p0,v)表示第k个观测时隙内信号到达观测站的阵列响应矢量，sk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复包络，nk表示观测噪声。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨方法，所述根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果，包括：对所述被测目标的运动轨迹进行预估，获得所述被测目标的预估轨迹；通过网格搜索法，根据所述预估轨迹，对所述被测目标的初始位置的预估存在域和速度的预估存在域分别进行网格划分，并通过所述交会目标轨迹参数估计模型，获取每个网格节点对应的代价函数值；将代价函数值取值最大时的网格节点对应的轨迹参数作为所述被测目标的轨迹参数估计结果。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨方法，所述交会目标轨迹参数估计模型为：其中，p0表示被测目标的初始位置，v表示被测目标的速度，表示由被测目标未知轨迹参数重构的多普勒离散变化序列、阵列响应矢量以及复基带离散采样序列构建的代价函数式，k表示第k个观测时隙，共k个观测时隙。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨方法，所述方法还包括：通过单个观测站，接收被测目标的遥测发射机发射的pcm-fm信号。本发明还提供一种被动式高速交会目标直接定轨系统，包括：信号处理模块，用于基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；信号采样模块，用于对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；定轨模块，用于根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。根据本发明提供的一种被动式高速交会目标直接定轨系统，所述信号处理模块包括：信号接收单元，用于根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号；信号正交处理单元，用于通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述被动式高速交会目标直接定轨方法的步骤。本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述被动式高速交会目标直接定轨方法的步骤。本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨方法及系统，通过对高速交会目标运动的轨迹定位，解决了基于多普勒频率和相位差进行目标轨迹定位的传统算法受限于先验知识的问题，提高了被动式高速交会场景下的目标轨迹定位的精度。附图说明为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨方法的流程示意图；图2为本发明提供的观测场景示意图；图3为本发明提供位置矢量参数估计结果示意图；图4为本发明提供的速度矢量参数估计结果示意图；图5为本发明提供标量参数估计结果示意图；图6为本发明提供的轨迹一仿真结果示意图；图7为本发明提供的轨迹二仿真结果示意图；图8为本发明提供的轨迹三仿真结果示意图；图9为本发明提供的遥测参数一仿真结果示意图；图10为本发明提供的遥测参数二仿真结果示意图；图11为本发明提供的遥测参数三仿真结果示意图；图12为本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨系统的结构示意图；图13为本发明提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。脉冲编码调制-调频(pcm-fm)遥测信号是连续相位调制信号中的一种类型，该信号在高速交会场景下的多普勒频率变化剧烈，更加增强了遥测接收信号的非平稳特性。因此，准确获取遥测接收信号中隐含的伪多普勒频率信息的前提是事先知晓发射端遥测参数，再在接收端准确解调和重构出不包含多普勒频率的本地再生调制信号，最后利用去调制的结果提取多普勒频率信息。而在实际应用中，由于往往不能对遥测参数完全获知，解调重构或者去调制过程的延时对齐效果不理想，无法准确提取多普勒频率信息，从而导致基于多普勒频率和相位差信息的现有单站无源定轨方法精度下降甚至失效。基于此，本发明结合直接定位思想，提出一种利用单个静止观测站实现目标轨迹确定的直接定轨法(directtrajectorydetermination，简称dtd)。假设高速交会目标的速度和初始位置均未知，通过构造包含这两个未知参量的多普勒频率-相位差变化序列进而重构出预期观测信号，并结合实际观测信号建立最小二乘模型，从而直接实现对被测目标的轨迹确定。本发明从分析pcm-fm观测数据模型出发，理论推导了信号波形未知条件下，确定dtd的寻优代价函数以及克拉美罗下界。图1为本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供了一种被动式高速交会目标直接定轨方法，包括：步骤101，基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号。在本发明中，通过单个观测站，接收被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号。图2为本发明提供的观测场景示意图，如图2所示，在实际应用场景中，本发明只有一个静止观测站用于被测目标的轨迹确定。观测站的天线阵元摆放位置可参考图2所示，从左上角开始按顺时针旋转，依次标号为天线阵元1、天线阵元2、天线阵元3，d为阵元间距，并将天线阵元1定义为参考阵元，位于坐标系原点；将参考阵元到目标之间连线，与观测站所在平面(即xoy平面)的夹角记为β；将参考阵元到目标之间连线在观测站所在平面(xoy平面)的投影，与x轴正向的夹角记为α；交会目标(即被测目标)在观测零时刻的初始位置p0＝[x0y0z0]t，速度v＝[vxvyvz]t。则在匀速直线运动条件下，被测目标的轨迹方程为：pt＝p0 vt；(1)其中，pt表示被测目标在t时刻的空间位置。在本发明中，被测目标遥测发射机的pcm-fm信号载波频率为fc，最大调制频偏为δfmax，则在t时刻时，遥测发射信号为：其中，ac为发射信号的幅度，m(τ)为脉冲编码调制(pulsecodemodulation，pcm)串行码经过成型滤波器预调滤波后的信号，为载波初始相位。进一步地，所述基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号，具体包括：根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号。在本发明中，认为遥测信号到达观测站时是平面波，即遥测信号在同一时刻到达观测站各阵元的复包络相同。经空间传播，观测站的遥测接收阵列矢量信号为：其中，sr(t)表示t时刻观测站的遥测接收阵列矢量信号，||*||2表示欧几里得范数，βt表示t时刻信号到达观测站的复传播系数，αt(p0,v)表示t时刻信号到达观测站的阵列响应矢量，ar为接收信号幅度，为接收信号的初始相位；表示发射信号从发射天线到接收天线的传播延迟，其中，r(t)为遥测发射天线到观测站接收天线的距离，c为电磁波的传播速度。进一步地，通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。在本发明中，按标称遥测载波频率，对接收到的遥测接收阵列矢量信号sr(t)作正交接收处理，得到的复基带信号可表示为：其中，ab为复基带信号的幅度，为复基带信号的初始相位；δf为实际遥测发射载频fc与依标称值设定的遥测接收机本地频率fc′之间的差值，即δf＝fc-fc′；表示由被测目标与观测站之间径向运动引起的多普勒频率偏移。在本发明中，设置观测站对交会目标进行k次观测，且观测时隙时长t足够短，满足单个观测时隙内交会目标的位置和速度保持不变的假设，且第k个观测时隙内信号到达观测站的复传播系数βk和阵列响应矢量αk(p0,v)不变，结合公式(8)和公式(9)，第k个观测时隙内的复基带信号rk(t)可表示为：pk＝p0 vt(k-1)；(15)其中，sk(t)为第k个观测时隙内信号到达观测站的复包络，pk为第k个观测时隙内交会目标的位置，nk(t)为观测噪声。步骤102，对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列。在本发明中，若在每个观测时隙内对信号进行n次快拍采样，即采样间隔则第k个观测时隙内的复基带离散采样序列可表示为：其中,现定义以下矩阵：其中，表示kronecker积，diag{*}表示向量对角化操作，至此，基于公式(17)和公式(18)，每个观测时隙内的复基带离散采样序列可表示为：rk＝βkak(p0,v)sk nkk＝0,...,k-1；(19)其中，rk表示第k个观测时隙内的复基带离散采样序列，βk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复传播系数，ak(p0,v)表示第k个观测时隙内信号到达观测站的阵列响应矢量，sk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复包络，nk表示观测噪声。步骤103，根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。在本发明中，对高速交会目标的轨迹确定问题，可归结为如何从给定的观测数据rk(即每个观测时隙内的复基带离散采样序列)中，直接提取出被测目标的初始位置及速度等轨迹参数信息的问题。假设观测噪声nk与信号相互独立，且服从零均值高斯分布，功率为σ2，此时最大似然准则等价于最小二乘准则，关于观测量rk的最大似然函数的对数形式为：则将对交会目标的轨迹参数估计问题可转化为如下寻优模型：由于βk和sk不包含被测目标轨迹信息，不失一般地，本发明令||sk||2＝1。当令f1(p0,v)最大时，则可得复传播系数βk的最小二乘估计将带入公式(20)，得到：由于只有ak(p0,v)中包含被测目标的位置和速度信息，因此令f1(p0,v)最大化等价于f2(p0,v)最小化：其中，在本发明中，因信号波形未知，f2(p0,v)的最大化等价于sk二次型的最大化，即公式(21)的寻优问题可转化为寻找θk(p0,v)的最大特征值问题：其中，λmax{*}表示取矩阵{*}的最大特征值操作；矩阵θk(p0,v)为n维方阵，增加快拍数n，即意味着矩阵特征值分解计算量的急剧增加。为了降低算法的复杂度，考虑到给定的矩阵x∈cn×1，xxh与xhx的非零特征值一致，因此，公式(25)又等价于：其中，且由于本发明的实际场景中只有一个观测站，避免了复杂的特征值求解问题。最终，关于交会目标轨迹参数估计的寻优模型(即交会目标轨迹参数估计模型)为：其中，p0表示被测目标的初始位置，v表示被测目标的速度，表示由被测目标未知轨迹参数重构的多普勒离散变化序列、阵列响应矢量以及复基带离散采样序列构建的代价函数式，k表示第k个观测时隙，共k个观测时隙。最后，本发明利用网格搜索法，将高速交会目标的轨迹参数{p0,v}可能存在域进行合理的网格划分，并结合公式(27)分别计算出每一个网格节点对应的代价函数值，从而得到轨迹参数估计结果即为最大代价函数值对应的网格节点。本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨方法，通过对高速交会目标运动的轨迹定位，解决了基于多普勒频率和相位差进行目标轨迹定位的传统算法受限于先验知识的问题，提高了被动式高速交会场景下的目标轨迹定位的精度。在上述实施例的基础上，所述根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果，包括：对所述被测目标的运动轨迹进行预估，获得所述被测目标的预估轨迹。通过网格搜索法，根据所述预估轨迹，对所述被测目标的初始位置的预估存在域和速度的预估存在域分别进行网格划分，并通过所述交会目标轨迹参数估计模型，获取每个网格节点对应的代价函数值；将代价函数值取值最大时的网格节点对应的轨迹参数作为所述被测目标的轨迹参数估计结果。在本发明中，基于其他先验信息对被测目标的运动轨迹参数进行预估，结合网格搜索法对被测目标的初始位置和速度的可能存在域(即预估存在域)进行网格划分，利用所述交会目标的轨迹参数估计模型计算每一个网格点对应的代价函数值，最后选定代价函数取值最大时网格节点对应的轨迹参数，作为被测目标的轨迹参数估计结果。具体算法流程具体为：步骤201，按标称载波频率对遥测信号作正交接收处理，并将每个观测时隙的采样序列，通过公式(10)至公式(19)进行组合排列，得到复基带离散采样序列rk；步骤202，划分搜索网格。具体地，对高速交会目标的轨迹参数p0,v可能存在域合理划分网格，将由六维参数组成的网格节点分别记为g1，…gi,…gi，并令i＝1；步骤203，利用公式(9)至公式(15)，计算网格节点gi分别在第k个观测时隙的阵列响应矢量αk(p0,v)和多普勒频移步骤204，结合公式(18)、公式(24)和公式(26)，计算步骤205，根据公式(27)，计算网格节点gi的目标函数值；步骤206，若i＜i，令i＝i 1，返回执行步骤203；否则，至步骤207；步骤207，获取目标函数γ(p0,v)最大值，其最大值点对应网格节点的六维参数，即为高速交会目标的轨迹参数的估计结果为了验证本发明所提算法的性能，在一实施例中，将对比地给出不同信噪比条件下，目标运动参数估计的200次蒙特卡落仿真结果的均方根误差和克拉美罗下界，其中，高斯噪声分布条件下的目标轨迹参数估计方差的克拉美罗下界(cramer-raolowerbound，简称crlb)的推导过程具体为：结合公式(17)，在未知信号波形的情况下，定义未知参数向量其中：re(*)和im(*)分别代表取实部操作和取虚部操作。由此，本发明观测模型下的费歇尔信息矩阵(fischerinformationmatrix,简称fim)可表示为：在本发明中，观测噪声与信号相互独立，每次快拍的信号复包络sk[n]相互独立，观测间隙之间的复传播系数βk相互独立，那么fim矩阵的第[i,j]个元素：其中，[*]i表示取向量[*]的第i个元素。以块矩阵的推导过程为例：其中，结合公式(4)至公式(9)和公式(11)至公式(16)可推导得到：对速度v＝[vxvyvz]t的求偏导过程与公式(a.4)至公式(a.6)相似，对此不再赘述。另外，依据公式(a.1)至公式(a.3)，对复包络sk[n]以及复传播系数βk分别求偏导可得：将公式(a.3)至公式(a.7)带入公式(a.2)，可得fim矩阵j的每个元素，由此可得本发明观测场景下目标轨迹参数估计方差的crlb下界：其中，[*]lu6代表取矩阵[*]左上方的6个主对角元素为行向量操作。在完成上述克拉美罗下界的推导之后，进一步地，进行仿真验证。本发明信噪比snr＝ab2/(2σ2)，统计均方根误差(rootmeansquareerror，简称rmse)的定义式为：其中，真值x∈{p0,v}，每次蒙特卡洛仿真实验的估计值c为蒙特卡洛仿真次数。仿真场景可参考图2所示，其中被测目标的初始位置p0＝[-225440315]t，目标速度v＝[1175-2250-1575]t，遥测载波fc＝2.3ghz，载波偏差δf＝1khz，采样频率观测间隙数k＝7，每个观测间隙内的快拍次数n＝100。图3为本发明提供的位置矢量参数估计结果示意图，位置矢量p0的三维距离向估计均方根误差随信噪比的变化，可参考图3所示。图4为本发明提供的速度矢量参数估计结果示意图，速度矢量v估计的均方根误差随信噪比的变化，可参考图4所示。图5为本发明提供标量参数估计结果示意图，标量位置距离||p0||2和标量速度||v||2估计的均方根误差随信噪比的变化，可参考图5所示。由图3至图5可见，当snr≤-5db时，关于目标轨迹定位的六维参数估计的均方根误差偏离crlb较远，表明在信噪比低时结合单站场景利用dpd算法进行目标轨迹定位的精度较差。总体上随着信噪比增大，dpd算法的性能逐渐逼近crlb，当snr≥0db时，dpd算法的性能与crlb基本保持一致。进一步地，此处引入本发明的脱靶量定义为目标轨迹与观测站平面的交点到参考阵元的欧氏距离。为了验证算法的适用性，依照不同脱靶量和不同速度，分别给定三条轨迹进行对比仿真，轨迹参数见表1：表1项目初始位置p0(m)速度矢量v(m/s)标量速度||v||2(m/s)标量脱靶量(m)轨迹一[-135；325；240][780；-1400；-1200]200250轨迹二[-200；260；150][1120；-800；-600]1501100轨迹三[-165；595；345][1200；-2250；-1575]2997141其他仿真条件不变，图6为本发明提供的轨迹一仿真结果示意图，图7为本发明提供的轨迹二仿真结果示意图，图8为本发明提供的轨迹三仿真结果示意图，不同轨迹对应的标量位置距离||p0||2和标量速度||v||2估计的均方根误差统计结果，分别参考图6、图7和图8。可见，crlb对轨迹参数比较敏感，但只要利用多普勒频率变化起伏明显的交会段观测数据进行轨迹确定，理论上都可以得到比较准确的轨迹参数估计。同时，小信噪比条件下，该算法对于高速、大脱靶量条件下的轨迹参数估计精度会下降，而在snr≥2db时，该算法的估计性能对于不同脱靶量、不同速度情况下均贴近crlb，表现出很好的适用性。同样地，依照不同遥测参数分别给定三组遥测参数见表2：表2项目码速率(mbps)频偏δf(khz)调制指数遥测参数一1010.7遥测参数二5100.3遥测参数三2100.7轨迹参数及其他仿真条件不变，图9为本发明提供的遥测参数一仿真结果示意图，图10为本发明提供的遥测参数二仿真结果示意图，图11为本发明提供的遥测参数三仿真结果示意图，不同遥测参数对应的标量位置距离||p0||2和标量速度||v||2估计的均方根误差统计结果，分别见图9、图10和图11。可见，crlb对遥测参数不敏感，同时，在snr≥0db时，该算法的轨迹性能对于不同遥测参数条件均贴近crlb，表现出很强的稳健性。本发明提出结合dpd思想，实现对高速交会目标运动的轨迹定位，解决了基于多普勒频率和相位差进行目标轨迹定位的传统算法受限于先验知识的问题。结合实际工程问题，理论推导了信号波形未知条件下的目标轨迹六维参数估计的crlb，并仿真验证了在snr≥2db条件下，本发明所提算法的性能与crlb基本保持一致，由此表明该算法可用于解决被动式高速交会场景下的目标轨迹定位问题，并同时可以得到较优的估计结果。图12为本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨系统的结构示意图，如图12所示，本发明提供了一种被动式高速交会目标直接定轨系统，包括信号处理模块1201、信号采样模块1202和定轨模块1203，其中，信号处理模块1201用于基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；信号采样模块1202用于对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；定轨模块1203用于根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。本发明提供的被动式高速交会目标直接定轨系统，通过对高速交会目标运动的轨迹定位，解决了基于多普勒频率和相位差进行目标轨迹定位的传统算法受限于先验知识的问题，提高了被动式高速交会场景下的目标轨迹定位的精度。在上述实施例的基础上，所述信号处理模块包括：信号接收单元，用于根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号；信号正交处理单元，用于通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。图13为本发明提供的电子设备的结构示意图，如图13所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1301、通信接口(communicationsinterface)1302、存储器(memory)1303和通信总线1304，其中，处理器1301，通信接口1302，存储器1303通过通信总线1304完成相互间的通信。处理器1301可以调用存储器1303中的逻辑指令，以执行被动式高速交会目标直接定轨方法，该方法包括：基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。此外，上述的存储器1303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的被动式高速交会目标直接定轨方法，该方法包括：基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的被动式高速交会目标直接定轨方法，该方法包括：基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 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技术特征：1.一种被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，包括：
基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；
对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；
根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。
2.根据权利要求1所述的被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，所述基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号，包括：
根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号；
通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。
3.根据权利要求1所述的被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，所述复基带离散采样序列为：
rk＝βkak(p0,v)sk nkk＝0,...,k-1；
其中，rk表示第k个观测时隙内的复基带离散采样序列，βk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复传播系数，ak(p0,v)表示第k个观测时隙内信号到达观测站的阵列响应矢量，sk表示第k个观测时隙内信号到达观测站的复包络，nk表示观测噪声。
4.根据权利要求1所述的被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，所述根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果，包括：
对所述被测目标的运动轨迹进行预估，获得所述被测目标的预估轨迹；
通过网格搜索法，根据所述预估轨迹，对所述被测目标的初始位置的预估存在域和速度的预估存在域分别进行网格划分，并通过所述交会目标轨迹参数估计模型，获取每个网格节点对应的代价函数值；
将代价函数值取值最大时的网格节点对应的轨迹参数作为所述被测目标的轨迹参数估计结果。
5.根据权利要求4所述的被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，所述交会目标轨迹参数估计模型为：
其中，p0表示被测目标的初始位置，v表示被测目标的速度，表示由被测目标未知轨迹参数重构的多普勒离散变化序列、阵列响应矢量以及复基带离散采样序列构建的代价函数式，k表示第k个观测时隙，共k个观测时隙。
6.根据权利要求1所述的被动式高速交会目标直接定轨方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过单个观测站，接收被测目标的遥测发射机发射的pcm-fm信号。
7.一种被动式高速交会目标直接定轨系统，其特征在于，包括：
信号处理模块，用于基于被测目标上遥测发射机发射的pcm-fm信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；
信号采样模块，用于对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；
定轨模块，用于根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。
8.根据权利要求7所述的被动式高速交会目标直接定轨系统，其特征在于，所述信号处理模块包括：
信号接收单元，用于根据pcm-fm信号，获取每个观测时隙内的遥测接收阵列矢量信号；
信号正交处理单元，用于通过标称遥测载波频率，对所述遥测接收阵列矢量信号进行正交接收处理，得到每个观测时隙内的复基带信号。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述被动式高速交会目标直接定轨方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述被动式高速交会目标直接定轨方法的步骤。
技术总结本发明提供一种被动式高速交会目标直接定轨方法及系统，该方法包括：基于被测目标上遥测发射机发射的PCM‑FM信号，得到每个观测时隙内的复基带信号；对复基带信号进行快拍采样，得到每个观测时隙内的复基带离散采样序列；根据所述复基带离散采样序列和交会目标轨迹参数估计模型，获取所述被测目标的轨迹参数估计结果。本发明通过对高速交会目标运动的轨迹定位，解决了基于多普勒频率和相位差进行目标轨迹定位的传统算法受限于先验知识的问题，提高了被动式高速交会场景下的目标轨迹定位的精度。
技术研发人员：魏国华;王春燕;王文静;杜畅;王旭
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021.08.03
