【技術實現步驟摘要】
【】本專利技術涉及一種量子測距式定位裝置方法，具體涉及一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置及方法。
技術介紹
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技術介紹
1、定位是研究如何有效提供目標實時位置的方法，它不僅是導航活動的一項基本任務，而且也在雷達、測繪等領域被廣泛研究。盡管不同研究領域中所研究的定位系統在服務對象、方法手段以及性能表現上具有差異性，但其根本研究內涵是一致的，即如何獲取目標位置信息。然而現有的量子定位方法由于自身原因，導致定位精度不夠準確，鑒于此，本專利技術提供一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置及方法。
技術實現思路
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技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提供一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置及方法。
2、本專利技術是通過以下技術方案實現的，提供一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置，包括：
3、兩個地面基站，其中每個地面基站均由兩個腔電光力轉換器構成，其中一個為發射端，另一個為接收端，且每個地面基站中的發射端用于制備雜化微波—光波糾纏，而接收端用于接收返回微波信號并將其進行頻段轉移和量子態轉移。
4、特別的，所述發射端的腔頻率失諧量設為δm＝-δo＝ωm，所述接收端的腔頻率失諧量設為δm＝δo＝ωm。
5、本專利技術還提供一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置方法，包括以下步驟：
6、s1將兩個地面基站中的一個標注為g1，另一個標注為g2，將g1中的發射端和接收端分別記為a、
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11、于公式(1)-(4)中，分別是a和a’腔內熱噪聲微波光子、光頻光子和機械振子的熱激發聲子，am、ao、b、cm、co各因數可由協同參數γj表示，具體如下：
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17、而公式(101)-(105)中的協同參數采用如下公式表示：
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19、于公式(106)中，κm、κo和γ為微波腔模、光波腔模和機械諧振模對應的耗散速率，gj為腔模與機械諧振模間的整體耦合速率；
20、s2由于微波信號在自由空間傳輸過程中存在損壞和噪聲影響，因此每個微波信號單獨建立分束器模型，記對應的分束器模型中的透射系數分別為η1、η2，當微波信號遇到目標時，部分微波信號被目標表面吸收，部分被反射，經地面站的接收端天線接收，將兩地面站的返回微波信號分別記為設環境溫度為tb，背景噪聲記為其平均光子數為由此，返回微波信號可根據分束器關系分別采用如下公式表示：
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23、返回微波信號被接收后，接收端將其相共軛并上轉換為光波信號輸出，輸出的光波信號可以分別表示為如下公式：
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26、于上述公式中，接收端中的分別是發射端中的對應量；
27、s3?被輸出后，在各自的地面站中與保存在本地的進行符合關聯檢測,獲得各自對應的二階相干函數如下：
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30、于公式(9)、(10)中，和分別表示和的光子數算符，τ1和τ2為g1和g2發射的微波信號在自由空間中的單程傳輸時延，糾纏態的二階相干函數最大值采用如下公式表示：
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32、于公式(11)中，δ是信號譜寬，τ為微波信號在自由空間中的單程傳輸時延，
33、在求得二階相干函數最大值后，則可進一步求得單程傳輸時延τ1和τ2；
34、s4根據單程傳輸延時和微波信號在自由空間中的傳播速度，采用如下公式可求出兩地面站與目標之間的距離，具體公式如下：
35、d1＝cτ1?(12)
36、d2＝cτ2?(13)
37、于公式(12)、(13)中c為微波信號在自由空間中的傳播速度，此處取值3×108m/s，由于微波傳輸時延具有一定的測量誤差，而此處測時誤差可以由二階相干函數的半高全寬值表征，則得出測時精度δτ和測距精度如下公式所示：
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39、δd＝cδτ?(02)
40、于公式(01)、(02)中，分別表示半高值對應的兩個時刻點，如此得到地面站與目標間的精測距離采用如下公式表示：
41、d＝d+cδτ?(03)
42、于公式(03)中，d為兩地面站與目標之間的距離為粗測距離；
43、在測出精測距離后，分別以兩地面站為圓心、所測距離為半徑分別得到兩個圓，并得到兩個圓的交點，若兩圓僅有一個交點，則該交點即為所求目標位置；若有兩個交點，則其中一個為目標位置相對基線的像，可以根據地面站發射和接收信號方向或其他判斷標準將像點去除，從而確定目標位置。
44、相較于現有設計，本專利技術提供一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置及方法，首先對量子二階相干函數與透射系數間的關系進行了分析，得到了不同透射系數對下的量子測距式定位精度柱狀圖，然后根據量子測距式定位中的誤差特點，直接分析方案所確定的誤差區域特征，得到定位誤差在工作區域內的空間分布情況，并與經典幾何式定位所用的定位誤差場進行了對比，最后分析了方案在對目標進行動態軌跡跟蹤時的性能。
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1.一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置，其特征在于，所述發射端的腔頻率失諧量設為ΔM＝-ΔO＝ωm，所述接收端的腔頻率失諧量設為ΔM＝ΔO＝ωm。
3.一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置方法，其特征在于，所述S4中，根據單程傳輸延時和微波信號在自由空間中的傳播速度，求出兩地面站與目標之間的距離為粗測距離，由于微波傳輸時延具有一定的測量誤差，此處由二階相干函數的半高全寬值表征，得出測時精度Δτ和測距精度如下公式所示：
【技術特征摘要】
1.一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置，其特征在于，所述發射端的腔頻率失諧量設為δm＝-δo＝ωm，所述接收端的腔頻率失諧量設為δm＝δo＝ωm。
3.一種基于微波和光糾纏的量子測距式定位裝置方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：苗強，吳德偉，駱艷卜，王永慶，
申請(專利權)人：中國人民解放軍空軍工程大學，
類型：發明
國別省市：
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