本發明專利技術公開了一種基于ECEF坐標系的兩坐標雷達系統偏差估計算法，屬于雷達數據處理領域。兩坐標雷達由于缺少目標的高度信息所以不能直接使用ECEF坐標轉換公式，因此只能在平面內進行誤差配準，此時，當目標、雷達距離較遠時，由于地球曲率的影響，這種平面內的配準方法勢必造成很大的坐標轉換誤差而影響誤差配準的精度，本發明專利技術立足于解決此類現實問題。首先，假設兩個雷達對目標的量測高度為零，使用ECEF坐標系轉換公式進行誤差配準，得到初步的估計值，然后使用修正算法對此估計結果進行修正。利用該發明專利技術可以有效提高雷達系統偏差的估計精度，工程實現容易，具有推廣應用價值，可應用于雷達、ESM、紅外、IFF等傳感器的誤差配準，還可應用于醫學、交通等相關領域的數據處理。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種兩坐標雷達誤差配準方法，特別是涉及一種在較大戰場空間范圍內兩坐標雷達的誤差配準方法
技術介紹
系統誤差是各種雷達普遍存在和不能通過自身完全消除的。它的存在使得融合中心在對各雷達上報的目標信息進行融合時，會產生漏報或虛假目標現象，嚴重影響了戰場態勢的正確判斷，從而影響協同作戰能力和各武器系統效能的最大發揮。因此，需要誤差配準技術對各雷達的系統偏差進行估計，從而補償雷達探測誤差，得到較為準確的目標信息。 對誤差配準技術而言，首先要考慮公共坐標系的選取。對三坐標雷達來講，通常使用ECEF 坐標系。對兩坐標雷達來講，由于不能夠得到目標的高度信息，所以不能夠使用ECEF坐標轉換公式。目前，在工程應用中的做法是不考慮地球曲率的影響，直接在平面內進行配準。 這種方法通常通過以下幾個步驟實現(1)已知兩個雷達站A、B的地理坐標，以雷達A為融合中心，使用ECEF坐標轉換公式，將雷達B地理坐標轉換到以雷達A為坐標原點的直角坐標系中，不考慮轉換后的高度值，得到雷達B在以雷達A為坐標原點的平面直角坐標系中的坐標；(2)使用雷達A對目標的量測值得到目標在融合中心平面直角坐標系中的真實位置表示，此表示式中包含雷達隨機量測噪聲項和系統偏差項；(3)類似于0)，使用雷達B對目標的量測值，得到目標真實坐標在以雷達B為坐標原點的平面直角坐標系中的表示式，然后通過坐標平移，將其轉換到以融合中心為坐標原點的平面直角坐標系中表示；(4)根據分別由O)、(3)得到的目標真實坐標在同一坐標系下相同這一基本事實，建立等式，作為等效量測方程；(5)取系統偏差為常值模型；(6)對每一次量測重復(2) (5)，這樣使用Kalman濾波得到系統偏差的估計值。這種配準方法存在以下兩個缺陷⑴沒有考慮地球曲率影響；(2)沒有考慮高度所產生的誤差。這兩點都直接導致配準精度差。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種基于ECEF坐標系的兩坐標雷達誤差配準技術，解決現有兩坐標雷達誤差配準中系統偏差估計精度低的問題。本專利技術提出的基于ECEF坐標系的兩坐標雷達誤差配準技術方案包括以下步驟步驟1 雷達i (i取A、B，下同)將k時刻本地地理坐標緯度Lsi,經度Rsi,高度 Hsi和對目標的量測值距離方位角θ i上報到融合中心；步驟2 融合中心使用雷達A、B上報的信息進行處理，得到等效量測方程；在融合中心數據處理計算機中執行以下步驟(1)分別計算雷達i在ECEF坐標系中的坐標和旋轉矩陣 )權利要求1. 一種基于ECEF坐標系的兩坐標雷達誤差配準方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1 雷達i (i取A、B，下同)將k時刻本地地理坐標緯度Lsi,經度Rsi,高度Hsi和 對目標的量測值距離全文摘要本專利技術公開了一種基于ECEF坐標系的兩坐標雷達系統偏差估計算法，屬于雷達數據處理領域。兩坐標雷達由于缺少目標的高度信息所以不能直接使用ECEF坐標轉換公式，因此只能在平面內進行誤差配準，此時，當目標、雷達距離較遠時，由于地球曲率的影響，這種平面內的配準方法勢必造成很大的坐標轉換誤差而影響誤差配準的精度，本專利技術立足于解決此類現實問題。首先，假設兩個雷達對目標的量測高度為零，使用ECEF坐標系轉換公式進行誤差配準，得到初步的估計值，然后使用修正算法對此估計結果進行修正。利用該專利技術可以有效提高雷達系統偏差的估計精度，工程實現容易，具有推廣應用價值，可應用于雷達、ESM、紅外、IFF等傳感器的誤差配準，還可應用于醫學、交通等相關領域的數據處理。文檔編號G01S7/40GK102305927SQ20111012456公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日專利技術者劉德浩, 王國宏, 賈舒宜, 陳壘 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學院本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種基于ＥＣＥＦ坐標系的兩坐標雷達誤差配準方法，其特征在于包括以下步驟：步驟１：雷達ｉ（ｉ取Ａ、Ｂ，下同）將ｋ時刻本地地理坐標：緯度Ｌｓｉ，經度Ｒｓｉ，高度ＨＳｉ和對目標的量測值：距離ｒｉ，方位角θｉ上報到融合中心；步驟２：融合中心使用雷達Ａ、Ｂ上報的信息進行處理，得到等效量測方程；在融合中心數據處理計算機中執行以下步驟：（１）分別計算雷達ｉ在ＥＣＥＦ坐標系中的坐標和旋轉矩陣：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇｛＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｌａｍｂｄａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｌａｍｂｄａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王國宏，陳壘，劉德浩，賈舒宜，
申請(專利權)人：中國人民解放軍海軍航空工程學院，
類型：發明
國別省市：37
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