三星時差定位系統(tǒng)中標校站波束指向計算

1、三星時差定位系統(tǒng)中標校站波束指向計算三星時差定位系統(tǒng)中標校站波束指向計算三星時差定位系統(tǒng)由編隊的三顆衛(wèi)星組成，其中兩顆衛(wèi)星在同一軌道，另一顆在不同軌道。在不同維度地區(qū)星座構型有所不同，在中低維度地區(qū)星座構型呈三角形；在高緯度地區(qū)星座構型接近一條直線。星載雷達接收地球表面目標復原的電磁信號，通過對輻射源信號的時差處理得到輻射源的位置。在系統(tǒng)實際應用中，影響定位精度的因素很多。本系統(tǒng)中采用四標校站法來提高定位精度，因此需要計算標校站到三星座

2、的波束指向。本文先對波束指向的算法進行了描述，然后編程實現(xiàn)算法。2算法描述2.1站心球面投影為解算波束指向點，先將A（x1，y1，z1）、B（x1，y1，z1）、C（x1，y1，z1）三點向球心為站點S（a，b，c），半徑為ρ的球面投影，投影點分別為A（x1，y1，z1）、B（x1，y1，z1）、C（x1，y1，z1）。以A點為例，在球面上的投影A，要計算A對應于A的關系，先建立以S為球心，半徑為ρ的球面方程：（xa）2（yb）2（zc

3、）2=ρ2。根據(jù)球面極坐標方程，極坐標中A和A對應的θ和φ是一樣的，如圖1所示，所以得到A的大地直角坐標。同樣的方法也可得到B和C的坐標。2.2不同構型的指向點利用球面投影得到A（x1，y1，z1）、B（x1，y1，z1）、C（x1，y1，z1），然后根據(jù)他們的幾何關系找到合適的指向點M（x，y，z）。當三星投影坐標在同一直線上時，指向點M（x，y，z）為其幾何中心，即線段的中點。當三星投影坐標形成鈍角三角形時，以最長邊為直徑圓是覆蓋三

4、角形半徑最小的圓，指向點M（x，y，z）為其最長邊的中點。當三星投影坐標形成銳角三角形時，三角形的外接圓是覆蓋三角形半徑最小的圓，指向點M（x，y，z）即是外接圓圓心。3軟件實現(xiàn)根據(jù)站點坐標和衛(wèi)星軌道預報數(shù)據(jù)文件，利用上述算法解算出站點需要的波束指向文件，這里用到地理坐標的變換公式，在很多文獻中都有描述，這里不再贅述。軟件界面如圖2所示。4結束語投影后的坐標組成的平面與波束方向垂直，從而保證波束的垂直照射。當三星投影坐標形成鈍角三角形，