[发明专利]ECEF坐标系下2-D雷达误差配准两步算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两坐标雷达误差配准方法，特别是涉及一种在较大战场空间范围内两坐标雷达的误差配准方法

背景技术

系统误差是各种雷达普遍存在和不能通过自身完全消除的。它的存在使得融合中心在对各雷达上报的目标信息进行融合时，会产生漏报或虚假目标现象，严重影响了战场态势的正确判断，从而影响协同作战能力和各武器系统效能的最大发挥。因此，需要误差配准技术对各雷达的系统偏差进行估计，从而补偿雷达探测误差，得到较为准确的目标信息。对误差配准技术而言，首先要考虑公共坐标系的选取。对三坐标雷达来讲，通常使用ECEF坐标系。对两坐标雷达来讲，由于不能够得到目标的高度信息，所以不能够使用ECEF坐标转换公式。目前，在工程应用中的做法是不考虑地球曲率的影响，直接在平面内进行配准。这种方法通常通过以下几个步骤实现：

(1)已知两个雷达站A、B的地理坐标，以雷达A为融合中心，使用ECEF坐标转换公式，将雷达B地理坐标转换到以雷达A为坐标原点的直角坐标系中，不考虑转换后的高度值，得到雷达B在以雷达A为坐标原点的平面直角坐标系中的坐标；

(2)使用雷达A对目标的量测值得到目标在融合中心平面直角坐标系中的真实位置表示，此表示式中包含雷达随机量测噪声项和系统偏差项；

(3)类似于(2)，使用雷达B对目标的量测值，得到目标真实坐标在以雷达B为坐标原点的平面直角坐标系中的表示式，然后通过坐标平移，将其转换到以融合中心为坐标原点的平面直角坐标系中表示；

(4)根据分别由(2)、(3)得到的目标真实坐标在同一坐标系下相同这一基本事实，建立等式，作为等效量测方程；

(5)取系统偏差为常值模型；

(6)对每一次量测重复(2)～(5)，这样使用Kalman滤波得到系统偏差的估计值。

这种配准方法存在以下两个缺陷：(1)没有考虑地球曲率影响；(2)没有考虑高度所产生的误差。这两点都直接导致配准精度差。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于ECEF坐标系的两坐标雷达误差配准技术，解决现有两坐标雷达误差配准中系统偏差估计精度低的问题。

本发明提出的基于ECEF坐标系的两坐标雷达误差配准技术方案包括以下步骤：

步骤1：雷达i(i取A、B，下同)将k时刻本地地理坐标：纬度Ls_i，经度Rs_i，高度H_Si和对目标的量测值：距离r_i，方位角θ_i上报到融合中心；

步骤2：融合中心使用雷达A、B上报的信息进行处理，得到等效量测方程；

在融合中心数据处理计算机中执行以下步骤：

(1)分别计算雷达i在ECEF坐标系中的坐标和旋转矩阵：