[发明专利]一种高动态、多元、异步监视系统的误差校准方法

权利要求书

1、一种高动态、多元、异步监视系统的误差校准方法，其特征在于步骤如下：

(1)分别从雷达地面站和广播式自动相关监视ADS-B地面站采集来自同一个第k个目标的n组的监视数据，其中n>1；

(2)将雷达参考的雷达站极坐标系和ADS-B数据参考的大地Geodetic坐标系统一至真实ECEF坐标系下，得到雷达的真实ECEF坐标X_dt(k)和目标基于ADS-B的真实ECEF坐标X_at(k)，其中雷达的真实ECEF坐标X_dt(k)为：

X_dt(k)＝X_dte(k)+R×J_d(k)×ξ_d         (3)

J_d(k)表示在ξ_d＝0处X_dl对ξ_d的雅克比矩阵，ξ_d表示雷达的系统误差；

X_dte(k)＝[x_dte(k)，y_dte(k)，z_dte(k)]^T      (2)

R为旋转矩阵，R=-sinλs-sinLscosλscosLscosλscosλs-sinLssinλscosLssinλs0cosLssinLs]]>

L_s，λ_s为雷达站的纬度和经度；

目标基于ADS-B的真实ECEF坐标X_at(k)为：

X_at(k)＝X_ate(k)+J_A(k)×ξ_A       (5)

J_A(k)表示在ξ_A＝0处X_ate(k)对ξ_A的雅克比矩阵

X_ate(k)＝[x_ate(k)，y_ate(k)，z_ate(k)]^T   (4)

x_ate＝[N+h_A(k)+Δh]×cos[φ_A(k)+Δφ]×cos[λ_A(k)+Δλ]

y_ate＝[N+h_A(k)+Δh]×cos[φ_A(k)+Δφ]×sin[λ_A(k)+Δλ]

z_ate＝[N(1-e²)+h_A(k)+Δh]×sin[φ_A(k)+Δφ]

ξ_A＝[Δλ，Δφ，Δh]^T，N为大地水准面高，e为椭球偏心率，λ_A(k)、Φ_A(k)和h_A(k)分别为ADS-B测得第k个目标的经度、纬度和高度，Δλ、ΔΦ和Δh分别为ADS-B测得第k个目标的经度误差、纬度误差和高度误差；

X_dte(k)表示第k个目标的雷达测量ECEF坐标，x_dte(k)，y_dte(k)，z_dte(k)，X_dl表示目标的雷达本地迪卡尔坐标；

(3)根据基于同一坐标系ECEF下的X_at(k)和X_dt(k)计算系统误差

a.以雷达数据为参考标准，如果ADS-B数据中包含趋势信息，利用趋势信息将ADS-B数据推衍至标准雷达数据所在的时间点，ADS-B数据中的趋势信息包括机动信息，有：

X_dte(k)+R×J_d(k)×ξ_d＝X_ate(k)+J_A(k)×ξ_A+v₁t₁+v₂t₂      (6)

其中v₁和v₂分别为目标机动前和机动后的速度，t₁和t₂则分别为目标机动前和机动后飞行的时间；

b.如果ADS-B数据中不包含趋势信息，表示无机动信息，则有：

X_dte(k)+R×J_d(k)×ξ_d＝X_ate(k)+J_A(k)×ξ_A+vt         (7)

其中v为基于ADS-B的目标监视速度，t为目标到达标准雷达数据所在时间点的时间间隔；

c.将公式(6)或公式(7)写为矩阵形式得到：L(k)ξ＝ΔX(k)    (8)

其中，L(k)＝[R×J_d(k)，-J_A(k)]

ΔX(k)＝X_ate(k)+v₁t₁+v₂t₂-X_dte(k)或ΔX(k)＝X_ate(k)+vt-X_dte(k)，ξ＝[ξ_d，ξ_A]^T；

d.通过n组测量值由公式(9)求得ADS-B和雷达的综合系统误差，

Lξ＝ΔX                                            (9)

其中L＝[L(1)，…，L(N)]^T，ΔX＝[ΔX(1)，…，ΔX(N)]，解得综合系统误差ξ＝(L^TL)^-1L^TΔX；

(4)最后基于计算出的综合系统误差对系统进行误差校准，从而实现提高监视精度的目的。