时差定位系统高精度时间测量技术研究

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现代化战争中,时差定位系统隐蔽的目标探测方式和对目标较高的实时定位精度使其逐渐成为军用被动目标探测系统的一种重要技术体制。时差定位系统对目标的定位精度受到多方面因素的影响和制约,其中脉冲信号到达时间测量精度是决定其定位精度的关键因素。随着现代电子侦察和信号侦测定位系统探测目标信号能力的不断提高,对目标进行定位、跟踪的距离越来越远。在保持同样定位精度的条件下,对远程目标信号到达时间的测量精度要求比近区目标信号到达时间的测量精度更高,同时由于远区目标信号受到多路径传播和各种电磁信号干扰等不利因素影响,对其到达时间的精确测量难度更大,需要研究更加有效的精确时间测量方法。本论文以远程多站被动探测时差定位系统的设计为背景,介绍了被动探测时差定位系统的组成、工作原理和时差测量定位的工程实现方法,在分析比较实现时差测量的各种系统方案的基础上,选择了基于双向时间同步的时差测量系统方案。本论文重点讨论时差定位系统中的关键技术——脉冲信号到达时间的精确测量技术及其相关实现方法,在分析了现有的时差测量技术基础上,提出了将多路精确数字移相技术与脉冲信号前沿归一化形成技术相结合,构成基于多相时钟相位比对的脉冲到达时间高精度测量系统,实现对高密度脉冲信号到达时间进行纳秒级高精度测量的方法,并采用FPGA芯片,配合外围脉冲前沿精确归一化形成电路,设计实现了基于多相时钟相位比对的脉冲到达时间高精度测量系统,通过实际的时钟相位比对时间延迟测量试验,验证了该方法的可行性。实际测量结果表明,本文讨论的方法,可以在不改变现有芯片工作时钟频率的情况下,显著提高对脉冲信号到达时间的测量精度,为进一步提高远程电子侦测系统对目标的定位精度提供了重要的技术手段。
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