微波光子联合时差相差的高精度测向方法及装置与流程

1.本发明涉及电子侦察技术领域，具体而言，涉及一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法及装置。

背景技术：

2.常用测向方法主要是幅度差法、相差法和时差法。要想获得高的测向精度，幅度差法需要窄的波束宽度和多的波束数量；而相差法需要多基线解相位模糊，长基线实现高精度测向；时差法需要提高小时差测量精度或者增加基线长度。
3.由于短基线时差测向精度低、长基线相差测向存在模糊问题，传统的微波技术难以满足电子设备分布式部署和长距离传输需求，不能实现分布式单基线两个天线高精度测向要求。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法及装置，其能够克服微波信号经过光纤长距离传输后引起的时差相差变化影响，从系统层面进行设备时差相差不一致性实时校正，并满足长距离微波光子的稳定传输；
5.其利用时差测向和相差测向的优势，创新提出一种改进型时差相差联合测向方法，通过对时差曲面拟合插值来解相差模糊，可以实现分布式单基线两个天线的高精度测向，降低设备体积、功耗和成本等要求，具有很好的应用价值。
6.本发明的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，包括以下步骤：
8.获取模拟信号类型的至少两路微波信号；
9.将模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；
10.对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值；
11.对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值；
12.对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路微波信号之间的时相校准系数；通过时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
13.对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度。
14.本发明的有益效果是：通过获取两路模拟信号类型的微波信号，经过信号类型的
转化，获得数字信号类型的微波信号，在进行平滑滤波处理后，获得两路微波信号对应的时间差估算值，根据时间差估算值和相位差估算值的关系，获得两路微波信号对应的相位差估算值，再将两微波信号分别进行一致性校正后，使用得到的时相校准系数对时间差估算值和相位差估算值进行校正，以克服微波信号经过光纤长距离传输后引起的时差相差变化影响，从整体设备层面进行设备时差相差不一致性实时校正、并满足长距离微波光子的稳定传输的问题；得到时间差测量值和相位差测量值，最后由时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度，以达到最终的测向目的；本发明方案中，利用时差测向和相差测向的优势，创新出了一种改进型时差相差联合测向方法，即根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，实现分布式单基线两个天线的高精度测向，达到了降低设备体积、功耗和成本等的目的，具有较高的应用价值。
15.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
16.进一步，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值，包括：
17.对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，通过第一公式对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值，其中，第一公式为：
[0018][0019]
其中：τ表示时间差估算值，p表示区间搜索|f(m)|的谱线峰值，i表示f(m)|区间插值的个数，f(m)表示离散傅里叶变换运算。
[0020]
采用上述进一步方案的有益效果是：通过第一公式，进而获得两路微波信号的时间差估算值。
[0021]
进一步，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值，包括以下步骤：
[0022]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行fft变换，得到变换后的两路微波信号：
[0023]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，基于变换后的两路微波信号，在频域上对两路微波信号进行共轭相乘，得到两路微波信号的共轭相乘的结果；
[0024]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的共轭相乘的结果，得出两路微波信号的相位差估算值。
[0025]
采用上述进一步方案的有益效果是：根据时间差和相位差的关系，以获得两路微波信号的相位差估算值，为后续提供计算数据。
[0026]
进一步，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度，包括以下步骤：
[0027]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于二次曲面，得到时间差测量值组；
[0028]
根据第二公式，确定多个插值点的相位差测量值组；其中，第二公式为：
[0029][0030]
式中，δφ为相位差理论值与相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与时间差测量值之间的误差；
[0031]
根据时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；
[0032]
确定多组相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，其中，相似度函数为；
[0033][0034]
其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；
[0035]
根据目标时间差和第二公式，得到真实的模糊数k
真
；
[0036]
根据真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，相差测角公式表示为：
[0037][0038]
式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个分布式天线阵元之间的距离，λ表示微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。
[0039]
采用上述进一步方案的有益效果是：通过时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，从而得到测向角度；其中，对时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算时，通过相位差理论值与相位差测量值之间的误差和时间差理论值与时间差测量值之间的误差、以及对k值的确定，最终根据相差测角公式得到测向角度，提高测向角度的准确度。
[0040]
第二方面，本技术实施例提供了一种微波光子联合时差相差的高精度测向装置，应用于第一方面中任一项的方法，包括：
[0041]
接收模块，用于获取模拟信号类型的至少两路微波信号；
[0042]
转换模块，用于将模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；
[0043]
处理模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值；
[0044]
计算模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值；
[0045]
校正模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路微波信号之间的时相校准系数；通过时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
[0046]
测向计算模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到
测向角度。
[0047]
进一步，上述计算模块包括：
[0048]
变换子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行fft变换，得到变换后的两路微波信号；
[0049]
共轭相乘子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，基于变换后的两路微波信号，在频域上对两路微波信号进行共轭相乘，得到两路微波信号的共轭相乘的结果；
[0050]
确定子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的共轭相乘的结果，得出两路微波信号的相位差估算值。
[0051]
进一步，上述测向计算模块包括：
[0052]
插值运算子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于二次曲面，得到时间差测量值组；
[0053]
第二公式计算子模块，用于根据第二公式，确定多个插值点的相位差测量值组；其中，第二公式为：
[0054][0055]
式中，δφ为相位差理论值与相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与时间差测量值之间的误差；
[0056]
相似度子模块，用于根据时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；
[0057]
相似度确定子模块，用于确定多组相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，其中，相似度函数为；
[0058][0059]
其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；
[0060]
解模糊数子模块，用于根据目标时间差和第二公式，得到真实的模糊数k
真
；
[0061]
侧向角度计算子模块，用于根据真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，相差测角公式表示为：
[0062][0063]
式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个分布式天线阵元之间的距离，λ表示微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。
[0064]
第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一的方法。
[0065]
第四方面，本技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面中任一的方法。
附图说明
[0066]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0067]
图1为本发明实施例中联合时差相差高精度测向的原理框图；
[0068]
图2为本发明实施例中联合时差相差高精度测向的流程框图；
[0069]
图3为本发明实施例中高精度测向的方法流程图；
[0070]
图4为本发明实施例中高精度测向装置的连接示意图；
[0071]
图5为本发明实施例中电子设备的连接示意图。
具体实施方式
[0072]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0073]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
[0074]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0075]
实施例
[0076]
第一方面，本技术实施例提供了一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，包括以下步骤：
[0077]
s1、获取模拟信号类型的至少两路微波信号；
[0078]
其中，在获取目标宽带的微波信号时，可以通过分布式天线阵元来实现，需要说明的是，获取两个目标宽带的两路微波信号，可以使用到两个分布式天线阵元。
[0079]
s2、将模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；
[0080]
其中，将模拟信号类型的两路微波信号转换为数字信号类型的微波信号时，可以通过微波光子传输链路来实现；上述用于获取模拟信号类型的微波信号的两个分布式天线阵元，分别与两路的微波光子传输链路相连；对于每路的微波光子传输链路，可以包括光发射机、复合光缆、光接收机和高速adc(高速模数转换器)，光发射机是将每路的微波光子发射至复合光缆，通过复合光缆传输至光接收机，光接收机将每路的微波光子传输至高速adc(高速模数转换器)，以将模拟信号类型的每路微波信号转换为数字信号类型的微波信号；对于每路的微波光子传输链路，还可以包括可调光延迟线、光电探测器和稳相控制模块，分别对微波信号进行光线的延时控制、将光信号的微波光子转化为电信号的微波光子、稳定电信号的微波光子；在接收分布式天线阵元输出的微波信号后，经过有源放大处理和光发
射机后，通过复合光缆送到光接收机进行接收处理；再通过可调光延迟线、光电探测器和稳相控制模块等相位控制手段，使微波信号进行长距离光纤传输后保持信号时延、相位稳定，最后通过高速adc(高速模数转换器)完成将模拟信号类型的微波信号转换为数字信号类型的微波信号。
[0081]
s3、对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值；
[0082]
其中，在进行平滑滤波时，可以通过广义互相关法对信号用频域加权函数进行，广义相关法是解决基本相关法存在的不足，可减小和消除噪声对相关时延估计的影响。它是先求两路信号的互功率谱密度，再进行加权处理的一种方法；在基本相关法基础上对信号提前进行处理,以到达提高信噪比的目的，信噪比提高后,就能有效的提高时延估计精度，它的步骤为：对信号处理，以提高信噪比，然后对两路信号求互相关函数，互相关函数的峰值出现时刻也就是时延值。
[0083]
可选的，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值，包括：
[0084]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，通过第一公式对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值，其中，第一公式为：：
[0085][0086]
其中：τ表示时间差估算值，p表示区间搜索|f(m)|的谱线峰值，i表示|f(m)|区间插值的个数，f(m)表示离散傅里叶变换运算。
[0087]
s4、对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值；
[0088]
其中，获得相位差估算值的方式，基于时间差和相位差之间的关系，可以通过数字鉴相法来获得相位差估算值；数字鉴相法是基于鉴别同一个信号在不同采样时间的相位差来推算。
[0089]
可选的，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值，可以包括以下步骤：
[0090]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行fft变换，得到变换后的两路微波信号：
[0091]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，基于变换后的两路微波信号，在频域上对两路微波信号进行共轭相乘，得到两路微波信号的共轭相乘的结果；
[0092]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的共轭相乘的结果，得出两路微波信号的相位差估算值。
[0093]
其中，两路微波信号的表达式可以为：
[0094][0095]
式中，x1(t)和x2(t)分别表示两路微波信号，f表示信号载频，τ表示两路信号的时差；
[0096]
其中，对两路微波信号分别进行fft变换，得到变换后的两路微波信号：
[0097][0098]
式中，x1(f)和x2(f)分别表示进行fft变换后的两路微波信号，f表示信号载频，τ表示两路微波信号的时差；
[0099]
其中，基于变换后的两路微波信号，在频域上对两路微波信号进行共轭相乘，得到两路微波信号共轭相乘的结果：
[0100]
y(f)＝x1(f)
·
x2(f)
*
＝x1(f)
·
[e-j2πfτ
x1(f)]
*
＝e
j2πfτ
·
[x1(f)]2；
[0101]
式中，
·
为相乘运算，*为取共轭运算；
[0102]
其中，根据两路微波信号共轭相乘的结果，得出两路微波信号的相位差测量值φ：
[0103][0104]
其中，*为取共轭运算，re为取信号实部运算，im为取信号虚部运算，arctan表示取反正切运算，f为信号载波频率，f0为信号载波频率取值。
[0105]
s5、对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路微波信号之间的时相校准系数；通过时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
[0106]
其中，由于微波光子传输链路在进行长距离传输时容易受到外界环境，以及光发射机和光接收机性能等因素影响，使微波信号通过长距离传输后时差、相差发生变化，因此需要每路微波信号分别进行一致性校正；其中，进行校正时可以采用内置校正源校正方式，将待校正的微波信号从光功分网络馈入微波光子传输链路，进行采样编码与i/q插值后获得校正信号，计算出通道间时相校准系数并样本存储，通过时相校准系数对时间差估算值τ和相位差估算值φ进行校正，分别得到时间差测量值τ和相位差测量值φ；还可以采取人工手动校正的方式，具体的可以包括：首先实时监测环境条件变化，测量各个接收通道相对于参考通道时差和相差不一致性，即相互间的区别，再通过人工或自动控制补偿环境条件的方式，以变化而产生的时差、相差的不一致性。
[0107]
s6、对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度。
[0108]
其中，由于时间差和相位差的测量结果总是存在一定误差，即时间差测量值τ和相位差测量值φ存在一定的误差，对此，通过对时差曲面拟合插值来解相差模糊的改进方法，可以实现单基线两个天线的高精度时差相差联合测向；参见图2，分布式天线接收信号，即获取微波信号，传输至微波光子传输接收通道、以及adc采样处理，即为通过微波光子传输
链路来实现将模拟信号类型的两路微波信号转换为数字信号类型的微波信号，在分别进行时差测量和相差测量，并进行时差、相差一致性的校正，以获得上述的时间差测量值τ和相位差测量值φ，最后通过时差、相差联合测向，继而输出角度，即输出测向角度θ，也就是微波信号的来源方向与法线之间角度，参见图1，测向角度θ为微波信号的来源方向与法线之间的角度，通过电光转换，使能够通过复合电缆进行传输，在进行光电转换，传输至接收通道，即便于接收通道与进行光电转换后的信号进行处理，即便与微波光子传输链路对微波信号的处理，最后通过时差测量和相差测量以及角度转换后，即进行时差、相差联合测向，从而输出测向角度θ。
[0109]
可选地，上述对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度，包括以下步骤：
[0110]
对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于二次曲面，得到时间差测量值组；
[0111]
其中，相位差理论值与相位差测量值φ之间的误差可以为δφ；时间差理论值与时间差测量值τ之间的误差可以为δτ；
[0112]
再根据第二公式，确定多个插值点的相位差测量值组，第二公式表示相位差和时间差之间的关系；其中，第二公式为：
[0113][0114]
式中，δφ为相位差理论值与相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与时间差测量值之间的误差；
[0115]
其中，根据时间差测量值τ，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，并取8点拟合一个开口向上的二次曲面，得到时间差测量值组：
[0116][0117]
根据第二公式，获得对应插值的相位差测量值组为：具体计算公式如下：
[0118][0119]
式中，mod()表示求模运算；
[0120]
根据时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；
[0121]
确定多组相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，即根据时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数γi，出多组相似函数γi的最小
值，与多组相似函数γi的最小值对应的时间差值为目标时间差其中，相似度函数为；
[0122][0123]
其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；
[0124]
根据目标时间差和第二公式，得到k
真
，k
真
为真实的模糊数k值；
[0125]
根据真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，相差测角公式表示为：
[0126][0127]
式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个分布式天线阵元之间的距离，λ表示微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。
[0128]
第二方面，本技术实施例提供了一种微波光子联合时差相差的高精度测向装置，应用于第一方面中任一项的方法，包括：
[0129]
接收模块，用于获取模拟信号类型的至少两路微波信号；
[0130]
转换模块，用于将模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；
[0131]
处理模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值；
[0132]
计算模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路微波信号对应的相位差估算值；
[0133]
校正模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路微波信号之间的时相校准系数；通过时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
[0134]
测向计算模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度。
[0135]
可选的，上述计算模块包括：
[0136]
变换子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对两路微波信号进行fft变换，得到变换后的两路微波信号；
[0137]
共轭相乘子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，基于变换后的两路微波信号，在频域上对两路微波信号进行共轭相乘，得到两路微波信号的共轭相乘的结果；
[0138]
确定子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号的共轭相乘的结果，得出两路微波信号的相位差估算值。
[0139]
可选的，上述测向计算模块包括：
[0140]
插值运算子模块，用于对于数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于二次曲面，得到时间差测量值组；
[0141]
第二公式计算子模块，用于根据第二公式，确定多个插值点的相位差测量值组；其中，第二公式为：
[0142][0143]
式中，δφ为相位差理论值与相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与时间差测量值之间的误差；
[0144]
相似度子模块，用于根据时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；
[0145]
相似度确定子模块，用于确定多组相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，其中，相似度函数为；
[0146][0147]
其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；
[0148]
解模糊数子模块，用于根据目标时间差和第二公式，得到k
真
，k
真
为真实的模糊数k值；
[0149]
侧向角度计算子模块，用于根据真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，相差测角公式表示为：
[0150][0151]
式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个分布式天线阵元之间的距离，λ表示微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。
[0152]
第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一的方法。
[0153]
第四方面，本技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面中任一的方法。
[0154]
对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，其特征在于，包括以下步骤：获取模拟信号类型的至少两路微波信号；将所述模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对所述两路微波信号进行平滑滤波，得到所述两路所述微波信号对应的时间差估算值；对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，根据所述两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路所述微波信号对应的相位差估算值；对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路所述微波信号之间的时相校准系数；通过所述时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据所述两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度。2.根据权利要求1所述的一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，其特征在于，对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，所述对所述两路微波信号进行平滑滤波，得到所述两路微波信号对应的时间差估算值，包括：对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，通过第一公式对所述两路微波信号进行平滑滤波，得到所述两路微波信号对应的时间差估算值，其中，所述第一公式为：：其中：τ表示时间差估算值，p表示区间搜索f(m)的谱线峰值，i表示f(m)区间插值的个数，f(m)表示离散傅里叶变换运算。3.根据权利要求2所述的一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，其特征在于，对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，所述根据所述两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路所述微波信号对应的相位差估算值，包括以下步骤：对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，对两路所述微波信号进行fft变换，得到变换后的两路所述微波信号：对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，基于变换后的两路所述微波信号，在频域上对两路所述微波信号进行共轭相乘，得到两路所述微波信号的共轭相乘的结果；对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，根据两路所述微波信号的共轭相乘的结果，得出两路所述微波信号的相位差估算值。4.根据权利要求3所述的一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法，其特征在于，对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据所述两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度，包括以下步
骤：对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据所述两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对所述时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个所述差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于所述二次曲面，得到时间差测量值组；根据第二公式，确定多个所述插值点的相位差测量值组；其中，第二公式为：式中，δφ为相位差理论值与所述相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与所述时间差测量值之间的误差；根据所述时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；确定多组所述相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，其中，所述相似度函数为；其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；根据所述目标时间差和所述第二公式，得到真实的模糊数k
真
；根据所述真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，所述相差测角公式表示为：式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个所述分布式天线阵元之间的距离，λ表示所述微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。5.一种微波光子联合时差相差的高精度测向装置，应用于权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，包括：接收模块，用于获取模拟信号类型的至少两路微波信号；转换模块，用于将所述模拟信号类型的至少两路微波信号转换为数字信号类型的至少两路微波信号；处理模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，对所述两路微波信号进行平滑滤波，得到所述两路所述微波信号对应的时间差估算值；计算模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，根据所述两路微波信号的时间差估算值，以及预设的时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定两路所述微波信号对应的相位差估算值；校正模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，分别对每路微波信号进行一致性校正，得到两路所述微波信号之间的时相校准系数；通过所述时相校准系数对两路微波信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；测向计算模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据所述两路微波信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，
得到测向角度。6.根据权利要求5所述的一种微波光子联合时差相差的高精度测向装置，其特征在于，所述计算模块包括：变换子模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，对两路所述微波信号进行fft变换，得到变换后的两路所述微波信号；共轭相乘子模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，基于变换后的两路所述微波信号，在频域上对两路所述微波信号进行共轭相乘，得到两路所述微波信号的共轭相乘的结果；确定子模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路所述微波信号，根据两路所述微波信号的共轭相乘的结果，得出两路所述微波信号的相位差估算值。7.根据权利要求5所述的一种微波光子联合时差相差的高精度测向装置，其特征在于，所述测向计算模块包括：插值运算子模块，用于对于所述数字信号类型的至少两路微波信号中的每两路微波信号，根据所述两路微波信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对所述时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点,并根据多个所述差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于所述二次曲面，得到时间差测量值组；第二公式计算子模块，用于根据第二公式，确定多个所述插值点的相位差测量值组；其中，第二公式为：式中，δφ为相位差理论值与所述相位差测量值之间的误差，δτ为时间差理论值与所述时间差测量值之间的误差；相似度子模块，用于根据所述时间差测量值组和相似度函数，得到多组相似函数；相似度确定子模块，用于确定多组所述相似函数的最小值，以及与多组相似函数的最小值对应的目标时间差，其中，所述相似度函数为；其中，γ()表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数；解模糊数子模块，用于根据所述目标时间差和所述第二公式，得到k
真
，k
真
为真实的模糊数k值；侧向角度计算子模块，用于根据所述真实的模糊数和相差测角公式，得到测向角度，所述相差测角公式表示为：式中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个所述分布式天线阵元之间的距离，λ表示所述微波信号的波长，arcsin表示反正弦运算。8.一种电子设备，其特征在于，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计算机程序时实现权利要求1-4中任一所述的方
法。9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1-4中任一所述的方法。

技术总结

本发明提出了一种微波光子联合时差相差的高精度测向方法及装置，该方法包括：获取目标宽带的微波信号；每路微波信号分别进行平滑滤波，得到两路微波信号对应的时间差估算值；根据时间差和相位差之间的关系，获得两路微波信号对应的相位差估算值；每路微波信号分别进行一致性校正，获得时相校准系数；通过时相校准系数分别得到时间差测量值和相位差测量值；根据时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，得到测向角度；利用时差测向和相差测向的优势，创新提出一种改进型时差相差联合测向方法，通过对时差曲面拟合插值来解相差模糊，可以实现分布式单基线两个天线的高精度测向，降低设备体积、功耗和成本等要求，具有较好的应用价值。好的应用价值。好的应用价值。