[发明专利]甚短基线光学测量目标定位方法

权利要求书

1.甚短基线光学测量目标定位方法，其特征在于：具体过程包括如下步骤：

步骤一：目标定位计算

设经纬仪测得的方位角和俯仰角分别为A_1i、E_1i，雷达测距为R_2i，目标在发射坐标系中的标准位置坐标为x_i,y_i,z_i，x₀₁,y₀₁,z₀₁为第经纬仪站址坐标，x₀₂,y₀₂,z₀₂为雷达站址坐标，

由

tgA1i=(zi-z01)(xi-x01),R1i=(xi-x01)2+(yi1-y01)2+(zi-z01)2]]>

进行微分得

dA=1R1icosE1i(sinA1idx0-cosA1idz0)---(1)]]>

由

sin E1i=(yi-y01)/Rli,Rli=(xi-x01)2+(yi1-y01)2+(zi-z01)2]]>

进行微分得

dE＝(sinE_1i(cosA_1idx₀+sinA_1idz₀)-cosE_1idy₀)/R_1i             (2)

式中dx₀＝x₀₂-x₀₁，dy₀＝y₀₂-y₀₁，dz₀＝z₀₂-z₀₁

由(1)式和(2)式可得

A'_2i＝A_1i+dA

E'_2i＝E_1i+dE

根据几何关系，可建立目标在发射坐标系的位置参数模型为：

xyz=R2icosE2i′cosA2i′R2isinE2i′R2icosE2i′sinA2i′+x02y02z02---(3)]]>

步骤二：速度分量计算

式(3)两侧对时间求导，并记R_2i＝R,E′_2i＝E,A′_2i＝A，可导出速度分量满足如下关系：

x.=R.cosEcosA-RE.sinEcosA-RA.sinEsinAy.=R.sinE+RE.cosEz.=R.cosEsinA-RE.sinEsinA+RA.cosEcosA---(4)]]>

或

x.y.z.=cosEcosA-RsinEsinA-RsinEcosAsinE0RcosEcosEsinARcosEcosA-RsinEsinAR.A.E.---(5)]]>

步骤三：精度计算

由R,A,E的误差传播到测量系下弹道位置坐标上的误差为

Δxc=(∂x∂R)ΔR+(∂x∂A)ΔA+(∂x∂E)ΔE=ΔRcosAcosE+ΔARsinAcosE-ΔERcosAsinE---(4)]]>

Δyc=(∂y∂R)ΔR+(∂y∂A)ΔA+(∂y∂E)ΔE=ΔRsinE+ΔERcosE---(5)]]>

Δzc=(∂z∂R)ΔR+(∂z∂A)ΔA+(∂z∂E)ΔE=ΔRsinAcosE+ΔARcosAcosE-ΔERsinAsinE---(6)]]>

其中ΔR,ΔA,ΔE分别为R,A,E上的误差，记σ_R²,σ_A²,σ_E²分别为R,A,E误差的方差.用矩阵表示为

ΔXc=ΔxcΔycΔzc=cosAcosE-RsinAcosERcosAsinEsinE0RcosEsinAcosERcosAcosE-RsinEsinAΔRΔAΔE---(7)]]>

记测元误差传播到测量系下弹道位置参数的传播矩阵为

G=cosAcosE-RsinAcosE-RcosAsinEsinE0RcosEsinAcosERcosAcosE-RsinAsinE]]>

则测量系下弹道位置参数的协方差矩阵为

COV(ΔXc)=G·diag(σR2,σA2,σE2)·GT=^σxc2σxcycσxczcσycxcσyc2σyczcσzcxcσzcycσzc2---(8)]]>

其中

σxc2=σR2cos2Acos2E+σA2R2sin2Acos2E+σE2R2cos2Asin2Eσyc2=σR2sin2E+σE2R2cos2Eσzc2=σR2sin2Acos2E+σA2R2cos2Acos2E+σE2R2sin2Asin2E]]>

σxcyc=σR2cosAcosEsinE-σE2R2cosAsinEcosEσxczc=σR2sinAcosAcos2E-σA2R2sinAcosAcos2E+σE2R2sinAcosAsin2Eσyczc=σR2sinAcosEsinE-σE2R2sinAsinEcosEσycxc=σxcycσzcxc=σxczcσzcyc=σyczc]]>

测元误差传播到发射系下位置参数的误差为

ΔX=ΔxΔyΔz=MΔXc=MGΔRΔAΔE---(9)]]>

其中M＝(m_ij)_3*3为测量系到发射系的变换矩阵.则发射系下弹道位置参数的协方差为

σx2=m112σxc2+m122σyc2+m132σzc2+2m11m12σxcyc+2m11m13σxczc+2m12m13σyczcσy2=m212σxc2+m222σyc2+m232σzc2+2m21m22σxcyc+2m21m23σxczc+2m22m23σyczcσz2=m312σxc2+m322σyc2+m332σzc2+2m31m32σxcyc+2m31m33σxczc+2m32m33σyczc---(10)]]>