本發(fā)明屬于無人機(jī)探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多旋翼小型無人機(jī)的探測與定位裝置。

背景技術(shù)：

目前，無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)相關(guān)部門預(yù)測，無人飛行器市場年化復(fù)合增速約將達(dá)到13％，到2023年預(yù)計(jì)約180億美元。但是，隨著無人機(jī)迅速發(fā)展，無人機(jī)的濫用及違規(guī)飛行也越來越嚴(yán)重，使得無人機(jī)已成為低空空域主要威脅之一，對航空活動和國家重大場所安全帶來巨大隱患。2015年5月14日，一名男子在白宮外操控?zé)o人機(jī)在白宮禁飛區(qū)內(nèi)飛行，令白宮一度陷入封鎖；2016年5月28日新華網(wǎng)報(bào)道成都機(jī)場因無人機(jī)導(dǎo)致跑道停航關(guān)閉1小時(shí)20分；2016年4月17日，據(jù)CNN報(bào)道倫敦希斯羅機(jī)場一空客A320飛機(jī)降落時(shí)與無人機(jī)相撞，所幸的是并未造成人員傷亡。

多旋翼小型無人機(jī)，螺旋槳數(shù)量多，飛行平穩(wěn)，操作容易。具有可折疊、垂直起降、可懸停、對場地要求低等優(yōu)點(diǎn)，被廣大民眾所青睞。飛行高度多在1000米以下的低空空域。由于低空空域環(huán)境復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)和定位低空多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)主要存在以下難點(diǎn)：

(1)多旋翼小型無人機(jī)機(jī)動性復(fù)雜，且可協(xié)作性差，大多數(shù)都是非合作目標(biāo)；

(2)多旋翼小型無人機(jī)體積小，軸距多在550毫米至600毫米之間，目標(biāo)雷達(dá)截面積(Radar Cross Section,RCS)小，回波信號微弱，特別是在復(fù)雜背景干擾下，目標(biāo)被大量噪聲所淹沒；

(3)低空飛行目標(biāo)，特別是多旋翼小型無人機(jī)等低空小型慢速目標(biāo)，具有強(qiáng)的地雜波背景，使得對這類目標(biāo)的探測變得極為困難；

(4)多旋翼小型無人機(jī)運(yùn)動速度相對較低，一般低于20m/s，多普勒信息不明顯。

由于上述原因，多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)難、跟蹤難、定位難，傳統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)定位系統(tǒng)于體制及用途不一樣并不適合探測低空多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)。

專利CN104280731A公開了一種低空搜索雷達(dá)系統(tǒng)，其特征是包括天線、電子艙、終端顯示系統(tǒng)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)及線纜，以及裝入至天線射頻艙內(nèi)的收發(fā)系統(tǒng)。天線、收發(fā)系統(tǒng)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過機(jī)械連接，各艙及驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間由線纜連接。該系統(tǒng)可獨(dú)立或多臺組網(wǎng)進(jìn)行工作，但沒有針對多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)具有強(qiáng)地雜波背景特點(diǎn)，僅簡單采用動目標(biāo)檢測技術(shù)，會產(chǎn)生大量虛假目標(biāo)，無法有效檢測，且部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

專利CN204244383U公開了一種低空目標(biāo)檢測系統(tǒng)，其特征是包括一個(gè)雷達(dá)探測系統(tǒng)、一個(gè)光電探測系統(tǒng)和一個(gè)顯控系統(tǒng)；雷達(dá)探測系統(tǒng)用于在其警戒范圍內(nèi)對目標(biāo)進(jìn)行探測并回傳給顯控系統(tǒng)目標(biāo)數(shù)據(jù)；光電探測系統(tǒng)能夠與顯控系統(tǒng)通信，基于雷達(dá)已探測到的目標(biāo)，繼續(xù)對目標(biāo)進(jìn)行探測跟蹤。該系統(tǒng)主要針對低空高速目標(biāo)，但面對低小慢目標(biāo)，特別是多旋翼小型無人機(jī)，該系統(tǒng)會由于較高的速度探測閾值而無視慢速目標(biāo)，因而無法有效發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，且因設(shè)備體積大、機(jī)動性弱、成本昂貴而無法得到廣泛的應(yīng)用。

因此，缺少一種有效的針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位系統(tǒng)，特別缺乏一種低成本、小型化、機(jī)動性強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)和定位系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的，就是針對上述問題，提供一種針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位系統(tǒng)，解決現(xiàn)有低空空域缺乏針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位系統(tǒng)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于多旋翼小型無人機(jī)的探測與定位裝置，其特征在于，包括發(fā)射子系統(tǒng)、接收子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)、GPS子系統(tǒng)、顯示與控制子系統(tǒng)和電源子系統(tǒng)；

發(fā)射子系統(tǒng)，用于產(chǎn)生掃描信號，將產(chǎn)生的掃描信號上變頻至雷達(dá)發(fā)射頻率波段，并傳輸至發(fā)射天線。所述發(fā)射子系統(tǒng)包括4個(gè)部分：直接數(shù)字式頻率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)、D/A變換器、上變頻器和發(fā)射天線。首先，由數(shù)字式頻率合成器產(chǎn)生數(shù)字信號，經(jīng)過D/A變換為模擬信號g(t)：

g(t)＝u(t)cos(πγt²)

式中，為線性調(diào)頻斜率，B為信號帶寬，為矩形脈沖，A為信號幅度，為持續(xù)時(shí)間為T的矩形脈沖。經(jīng)過上變頻器變換至中心頻率為f₀的帶通信號s(t)：

s(t)＝u(t)cos(2πf₀t+πγt²)

最后將信號s(t)傳輸至發(fā)射天線,發(fā)射天線增益大于等于32dB，水平方向波束寬度小于等于2°，垂直方向波束寬度小于等于10°。

接收子系統(tǒng)，用于接收回波信號，將接收天線反饋的回波信號下變頻至低中頻，并將模擬信號變換為數(shù)字信號。所述接收子系統(tǒng)包括4個(gè)部分：接收天線、正交解調(diào)器、低通濾波、A/D變換器。接收天線接收到目標(biāo)回波信號s_r(t)：

s_r(t)＝s(t-t_r)＝u(t-t_r)cos[2πf₀(t-t_r)+πγ(t-t_r)²]

式中，為目標(biāo)回波信號滯后于發(fā)射信號的時(shí)間，R為目標(biāo)和雷達(dá)之間的距離，c為光速。經(jīng)過正交解調(diào)和低通濾波后，得到目標(biāo)回波信號r(t)為：

實(shí)際處理中，雷達(dá)接收機(jī)除了接收到目標(biāo)回波，還有雷達(dá)雜波，本雷達(dá)系統(tǒng)為地物雜波，因?yàn)榈匚镫s波的成分復(fù)雜無法給出時(shí)域表達(dá)式，這里使用c(t)表示，服從高斯分布，其功率譜也服從高斯分布。雷達(dá)接收機(jī)實(shí)際接收回波信號x(t)：

x(t)＝r(t)+c(t)

接收到的回波信號x(t)經(jīng)過A/D變換，得到離散信號x[n]，傳輸至信號處理模塊，進(jìn)行數(shù)字信號處理。

信號處理子系統(tǒng)，用于處理回波信號，檢測并跟蹤目標(biāo)。首先，將接收到的回波信號進(jìn)行脈沖壓縮；然后，針對多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)地雜波背景強(qiáng)、回波信號微弱、目標(biāo)運(yùn)動速度相對較慢等特點(diǎn)，采用Kalmus濾波器作為零速濾波器濾除零速多普勒附近雜波，實(shí)現(xiàn)雜波抑制；并利用剩余信號建立雙參數(shù)剩余雜波圖，實(shí)現(xiàn)多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)預(yù)警檢測。

具體步驟如下：

(1)脈沖壓縮，脈沖壓縮采用h[n]＝g^*[-n]的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)，其中N＝f_sT為采樣點(diǎn)數(shù)，f_s為采樣頻率，T為發(fā)射信號的時(shí)寬，當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，設(shè)在t時(shí)刻目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離為R(t)＝R₀-vt，R₀為t＝0時(shí)刻的距離，v為目標(biāo)相對雷達(dá)運(yùn)動的速度，為矢量，當(dāng)目標(biāo)靠近雷達(dá)為正，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離雷達(dá)為負(fù)，并假設(shè)雷達(dá)單次發(fā)射和接收信號過程中目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離不變，則x[n]經(jīng)過脈沖壓縮后得到x₀[n]：

式中，c[n]表示離散的雷達(dá)地物雜波，表示卷積。

(2)Kalmus濾波器，Kalmus濾波器由兩個(gè)共軛的濾波器組成，其中一個(gè)濾波器的濾波器系數(shù)表示為：

式中l(wèi)＝0,1,…,N′-1，N′是濾波器的階數(shù)，T_p為雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期PRT。另外一個(gè)濾波器的濾波器系數(shù)h₁(t)為h₀(t)取共軛得到，即實(shí)際中處理的是離散信號，因此將公式7表示為離散形式得到：

式中，N″＝f_sT_p為雷達(dá)一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。將離散信號x₀[n]分別經(jīng)過兩個(gè)濾波器h₀[n]和h₁[n]得到：

式中b₀[n]和b₁[n]分別為兩個(gè)濾波器的輸出，表示卷積，為h₀[n]的共軛；然后將兩個(gè)濾波器的輸出取模、相減、取絕對值后得到Kalmus濾波器的輸出x₁[n]表示為：

x₁[n]＝||b₀[n]|-|b₁[n]||

式中，|·|表示取?；蛘呷〗^對值。

(3)建立雙參數(shù)剩余雜波圖，假設(shè)雷達(dá)一次掃描周期可以得到L個(gè)距離單元和P個(gè)方位單元回波，并且假設(shè)在一個(gè)雜波單元里面的分辨單元數(shù)為M×N″′，則一共可以分為和個(gè)雜波單元，其中N″′去Kalmus濾波器階數(shù)N′的正整數(shù)倍。假設(shè)在每個(gè)雜波單元里的分辨單元是相互獨(dú)立同分布的，則由中心極限定理知，每個(gè)雜波單元里的所有分辨單元的和近似服從高斯分布。雙參數(shù)剩余雜波圖采用雙回路反饋積累的方式對雜波單元的均值和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行估計(jì)表示為：

式中X_i,j(m,k)表示在雷達(dá)第m次掃描中，第k個(gè)雜波單元里第i個(gè)距離分辨單元第j個(gè)方位分辨單元的觀測數(shù)據(jù)。和分別為第m次掃描中計(jì)算的第k個(gè)雜波單元的均值和方差。通過雙回路反饋積累更新得到第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值Y_m(k)和方差的估計(jì)值表示為如下：

式中w∈[0,1]表示遺忘因子，Y_m-1(k)和分別表示第m-1次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值和方差的估計(jì)值。將第m-1次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值Y_m-1(k)和方差的線性組合作為第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的判決門限，表示為如下：

式中V表示權(quán)重系數(shù)，T_m(k)為第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的判決門限；最后將X_i,j(m,k)和T_m(k)進(jìn)行比較判決，實(shí)現(xiàn)多旋翼無人機(jī)目標(biāo)檢測；假設(shè)當(dāng)接收機(jī)輸入只有雜波沒有目標(biāo)時(shí)為H₀，當(dāng)接收機(jī)輸入包含目標(biāo)和雜波時(shí)為H₁，則判決表示為如下：

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測后，根據(jù)收發(fā)脈沖的時(shí)間差、目標(biāo)多普勒信息、接收到脈沖串的幅度等計(jì)算得到目標(biāo)的距離、速度和方位角信息。

GPS子系統(tǒng)，用于確定目標(biāo)的絕對坐標(biāo)，包括經(jīng)度、緯度和海拔高度。所述GPS子系統(tǒng)，用于確定系統(tǒng)的實(shí)際位置，得到系統(tǒng)位置絕對坐標(biāo)，并結(jié)合地圖，將目標(biāo)相對于系統(tǒng)的位置信息轉(zhuǎn)換為地圖上絕對坐標(biāo)，用于在地圖上實(shí)時(shí)顯示和跟蹤目標(biāo)。

顯示與控制子系統(tǒng)，用于控制整個(gè)系統(tǒng)和在電子地圖上顯示目標(biāo)位置。所述顯示與控制子系統(tǒng)，是多旋翼小型無人機(jī)發(fā)現(xiàn)和定位系統(tǒng)的控制中心，完成發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)控制，轉(zhuǎn)臺以90°/s的旋轉(zhuǎn)速度在方位向進(jìn)行0°～360°掃描，并且完成發(fā)射信號頻點(diǎn)帶寬選擇控制等；也是整個(gè)系統(tǒng)的信息處理中心，完成對目標(biāo)信息的處理、參數(shù)的計(jì)算及在電子地圖上顯示目標(biāo)位置等功能。

電源子系統(tǒng)，用于給各個(gè)模塊供電。具備兩種供電模式，一種模式為對外接220V交流電進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為各模塊正常工作所需的電壓，為各個(gè)模塊供電；另外一種模式為利用輕型高容量電池組直接對各個(gè)模塊進(jìn)行供電。

優(yōu)選的，所述針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位裝置工作頻段f₀在15GHz，脈沖重復(fù)頻率為25KHz，工作帶寬B為30MHz，距離分辨率為5m，矩形脈沖持續(xù)時(shí)間T為40us。

本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明采用基于Kalmus濾波器和雙參數(shù)雜波圖預(yù)警檢測的方法檢測多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)。首先，相比于FIR零速多普勒濾波器，Kalmus濾波器具有更強(qiáng)的保留低頻信號的能力，同時(shí)對于相同頻率的低頻信號Kalmus濾波器信雜比改善更大，也就是說Kalmus濾波器非常適合作為多旋翼無人機(jī)這類具有強(qiáng)地雜波的弱目標(biāo)檢測。其次，對于經(jīng)過Kalmus濾波器后剩余雜波的處理，本發(fā)明采用雙參數(shù)雜波圖預(yù)警檢測，進(jìn)一步抑制雜波，相比于傳統(tǒng)的雜波圖預(yù)警檢測，雙參數(shù)雜波圖預(yù)警檢測具備更好地多旋翼無人機(jī)這類弱目標(biāo)檢測性能；采用全固態(tài)器件，結(jié)構(gòu)簡單，可便攜或固定安裝，操作簡便，機(jī)動性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明Kalmus濾波器組成框圖；

圖3為Kalmus濾波器歸一化幅度譜；

圖4為雙參數(shù)雜波圖組成框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

如圖1所示，一種針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位系統(tǒng)，具備：

發(fā)射子系統(tǒng)，用于產(chǎn)生掃描信號，將產(chǎn)生的掃描信號上變頻至雷達(dá)發(fā)射頻率波段，并傳輸至發(fā)射天線。所述發(fā)射子系統(tǒng)包括4個(gè)部分：直接數(shù)字式頻率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)、D/A變換器、上變頻器和發(fā)射天線。首先，由數(shù)字式頻率合成器產(chǎn)生數(shù)字信號，經(jīng)過D/A變換為模擬信號g(t)：

g(t)＝u(t)cos(πγt²)

式中，為線性調(diào)頻斜率，B為信號帶寬，為矩形脈沖，A為信號幅度，為持續(xù)時(shí)間為T的矩形脈沖。經(jīng)過上變頻器變換至中心頻率為f₀的帶通信號s(t)：

s(t)＝u(t)cos(2πf₀t+πγt²)

最后將信號s(t)傳輸至發(fā)射天線，發(fā)射天線增益大于等于32dB，水平方向波束寬度小于等于2°，垂直方向波束寬度小于等于10°。

接收子系統(tǒng)，用于接收回波信號，將接收天線反饋的回波信號下變頻至低中頻，并將模擬信號變換為數(shù)字信號。所述接收子系統(tǒng)包括4個(gè)部分：接收天線、正交解調(diào)器、低通濾波、A/D變換器。接收天線接收到目標(biāo)回波信號s_r(t)：

s_r(t)＝s(t-t_r)＝u(t-t_r)cos[2πf₀(t-t_r)+πγ(t-t_r)²]

式中，為目標(biāo)回波信號滯后于發(fā)射信號的時(shí)間，R為目標(biāo)和雷達(dá)之間的距離，c為光速。經(jīng)過正交解調(diào)和低通濾波后，得到目標(biāo)回波信號r(t)為：

實(shí)際處理中，雷達(dá)接收機(jī)除了接收到目標(biāo)回波，還有雷達(dá)雜波，本雷達(dá)系統(tǒng)為地物雜波，因?yàn)榈匚镫s波的成分復(fù)雜無法給出時(shí)域表達(dá)式，這里使用c(t)表示，服從高斯分布，其功率譜也服從高斯分布。雷達(dá)接收機(jī)實(shí)際接收回波信號x(t)：

x(t)＝r(t)+c(t)

接收到的回波信號x(t)經(jīng)過A/D變換，得到離散信號x[n]，傳輸至信號處理模塊，進(jìn)行數(shù)字信號處理。

信號處理子系統(tǒng)，用于處理回波信號，檢測并跟蹤目標(biāo)。首先，將接收到的回波信號進(jìn)行脈沖壓縮；然后，針對多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)地雜波背景強(qiáng)、回波信號微弱、目標(biāo)運(yùn)動速度相對較慢等特點(diǎn)，采用Kalmus濾波器作為零速濾波器濾除零速多普勒附近雜波，實(shí)現(xiàn)雜波抑制；并利用剩余信號建立雙參數(shù)剩余雜波圖，實(shí)現(xiàn)多旋翼小型無人機(jī)目標(biāo)預(yù)警檢測。

具體步驟如下：

(1)脈沖壓縮，脈沖壓縮采用h[n]＝g^*[-n]的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)，其中N＝f_sT為采樣點(diǎn)數(shù)，f_s為采樣頻率，T為發(fā)射信號的時(shí)寬，當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，設(shè)在t時(shí)刻目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離為R(t)＝R₀-vt，R₀為t＝0時(shí)刻的距離，v為目標(biāo)相對雷達(dá)運(yùn)動的速度，為矢量，當(dāng)目標(biāo)靠近雷達(dá)為正，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離雷達(dá)為負(fù)，并假設(shè)雷達(dá)單次發(fā)射和接收信號過程中目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離不變，則x[n]經(jīng)過脈沖壓縮后得到x₀[n]：

式中，c[n]表示離散的雷達(dá)地物雜波，表示卷積。

(2)Kalmus濾波器，Kalmus濾波器由兩個(gè)共軛的濾波器組成，其中一個(gè)濾波器的濾波器系數(shù)表示為：

式中l(wèi)＝0,1,…,N′-1，N′是濾波器的階數(shù)，T_p為雷達(dá)的脈沖重復(fù)周期PRT。另外一個(gè)濾波器的濾波器系數(shù)h₁(t)為h₀(t)取共軛得到，即實(shí)際中處理的是離散信號，因此將公式7表示為離散形式得到：

式中，N″＝f_sT_p為雷達(dá)一個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。將離散信號x₀[n]分別經(jīng)過兩個(gè)濾波器h₀[n]和h₁[n]得到：

式中b₀[n]和b₁[n]分別為兩個(gè)濾波器的輸出，表示卷積，為h₀[n]的共軛；然后將兩個(gè)濾波器的輸出取模、相減、取絕對值后得到Kalmus濾波器的輸出x₁[n]表示為：

x₁[n]＝||b₀[n]|-|b₁[n]||

式中，|·|表示取?；蛘呷〗^對值，Kalmus濾波器的歸一化幅度譜如圖3所示。

(3)建立雙參數(shù)剩余雜波圖，假設(shè)雷達(dá)一次掃描周期可以得到L個(gè)距離單元和P個(gè)方位單元回波，并且假設(shè)在一個(gè)雜波單元里面的分辨單元數(shù)為M×N″′，則一共可以分為和個(gè)雜波單元，其中N″′去Kalmus濾波器階數(shù)N′的正整數(shù)倍。假設(shè)在每個(gè)雜波單元里的分辨單元是相互獨(dú)立同分布的，則由中心極限定理知，每個(gè)雜波單元里的所有分辨單元的和近似服從高斯分布。雙參數(shù)剩余雜波圖采用雙回路反饋積累的方式對雜波單元的均值和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行估計(jì)表示為：

式中X_i,j(m,k)表示在雷達(dá)第m次掃描中，第k個(gè)雜波單元里第i個(gè)距離分辨單元第j個(gè)方位分辨單元的觀測數(shù)據(jù)。和分別為第m次掃描中計(jì)算的第k個(gè)雜波單元的均值和方差。如圖4所示，通過雙回路反饋積累更新得到第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值Y_m(k)和方差的估計(jì)值表示為如下：

式中w∈[0,1]表示遺忘因子，Y_m-1(k)和分別表示第m-1次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值和方差的估計(jì)值。將第m-1次掃描中第k個(gè)雜波單元的均值Y_m-1(k)和方差的線性組合作為第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的判決門限，表示為如下：

式中V表示權(quán)重系數(shù)，T_m(k)為第m次掃描中第k個(gè)雜波單元的判決門限；最后將X_i,j(m,k)和T_m(k)進(jìn)行比較判決，實(shí)現(xiàn)多旋翼無人機(jī)目標(biāo)檢測；假設(shè)當(dāng)接收機(jī)輸入只有雜波沒有目標(biāo)時(shí)為H₀，當(dāng)接收機(jī)輸入包含目標(biāo)和雜波時(shí)為H₁，則判決表示為如下：

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測后，根據(jù)收發(fā)脈沖的時(shí)間差、目標(biāo)多普勒信息、接收到脈沖串的幅度等計(jì)算得到目標(biāo)的距離、速度和方位角信息。

GPS子系統(tǒng)，用于確定系統(tǒng)的絕對位置，包括經(jīng)度、緯度和海拔高度。所述GPS子系統(tǒng)，用于確定系統(tǒng)的實(shí)際位置，得到系統(tǒng)位置絕對坐標(biāo)，并結(jié)合地圖，將目標(biāo)相對于系統(tǒng)的位置信息轉(zhuǎn)換為地圖上絕對坐標(biāo)，用于在地圖上實(shí)時(shí)顯示和跟蹤目標(biāo)。首先，接收GPS信號確定系統(tǒng)位置；然后，根據(jù)系統(tǒng)位置將目標(biāo)相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地圖上面的絕對坐標(biāo)；

顯示與控制子系統(tǒng)，用于控制發(fā)現(xiàn)和定位系統(tǒng)和在電子地圖上顯示目標(biāo)位置。所述顯示與控制子系統(tǒng)，是多旋翼小型無人機(jī)發(fā)現(xiàn)和定位系統(tǒng)的控制中心，完成發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)控制、空域掃描控制、發(fā)射信號頻點(diǎn)帶寬選擇控制等；也是整個(gè)系統(tǒng)的信息處理中心，完成對目標(biāo)信息的處理、參數(shù)的計(jì)算及在電子地圖上顯示目標(biāo)位置等功能。

電源子系統(tǒng)，用于給各個(gè)模塊供電。所述電源子系統(tǒng)，具備兩種供電模式。一種模式為對外接220V交流電進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為各模塊正常工作所需的電壓，為各個(gè)模塊供電；另外一種模式為利用輕型高容量電池組直接對各個(gè)模塊進(jìn)行供電。

所述針對多旋翼小型無人機(jī)的發(fā)現(xiàn)與定位裝置工作頻段f₀在15GHz，脈沖重復(fù)頻率為25KHz，工作帶寬B為30MHz，距離分辨率為5m，矩形脈沖持續(xù)時(shí)間T為40us。