[发明专利]一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法

权利要求书

1.一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

第一步 搭建角跟踪系统

角跟踪系统，包括：目标模拟设备、天线、伺服、姿态测量设备、位置测量设备和信号处理器；

目标模拟设备输出端与天线输入端导线连接；天线输出端与信号处理器输入端1导线连接；姿态测量设备输出端与信号处理器输入端2导线连接；位置测量设备输出端与信号处理器输入端3连接；信号处理器输出端与伺服输入端导线连接；

第二步 天线接收目标回波并得到角误差信息

目标模拟设备在预定角度下释放目标回波，天线对和通道、方位通道和俯仰通道接收到的回波信号进行处理，得到方位角误差信息AZ_err、俯仰角误差信息EL_err，并上报给信号处理器；

第三步 姿态测量设备和位置测量设备获取实时状态信息

姿态测量设备获取载体平台实时姿态信息：载体方位角yaw、载体俯仰角pitch和载体滚转角roll；位置测量设备获取载体平台在目标坐标系下的实时坐标并将上述实时状态信息上报给信号处理器；

第四步 信号处理器对获取的回波、角误差信息及实时状态信息进行处理

信号处理器对回波数据进行目标检测，得到目标距离R，并将角误差信息转化为目标偏离天线的实际角度：方位角AZ＝AZ_errgk_AZ，俯仰角EL＝EL_errgk_EL，并将上述测量值转换到天线坐标系下的坐标k_AZ为方位角误差比例系数，k_EL为俯仰角误差比例系数；

通过由天线系转换到载体平台系的旋转矩阵，根据姿态测量信息求出雷达测量值在载体平台系中的坐标；

根据载体平台的位置信息，得到雷达测量值在目标坐标系中的坐标；

第五步 信号处理器进行三维滤波，得到坐标的滤波值

信号处理器对雷达测量值的坐标进行α-β滤波，滤波到此结束；

第六步信号处理器根据滤波值，转换为伺服的角速度值

根据坐标的滤波值计算天线坐标系下的目标距离滤波值R_f，方位角滤波值AZ_f，俯仰角滤波值EL_f；

将角度值除以k_AZ，k_EL，得到伺服的方位角速度值ω_AZ，俯仰角速度值ω_EL：ω_AZ＝AZ_f/k_AZ，ω_EL＝EL_f/k_EL；

第七步 将角速度值发送至伺服完成闭环跟踪

信号处理器在接收下一帧回波矩阵前，将得到的角速度值发送至伺服，进行角度闭环跟踪；

角度闭环跟踪过程结束，天线稳定跟踪目标。

2.根据权利要求1所述的一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，其特征在于，

天线坐标系下的坐标为：

x＝R·sin(-AZ) (1)

y＝R·cos(AZ)·cos(EL) (2)

z＝R·cos(AZ)·sin(EL) (3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，其特征在于，

由天线系转换到载体平台系的旋转矩阵为：

4.根据权利要求3所述的一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，其特征在于，

雷达测量值在载体平台系中的坐标为：

5.根据权利要求4所述的一种基于位置环滤波的速度环角跟踪的方法，其特征在于，

雷达测量值在目标坐标系中的坐标：