[发明专利]一种非协作目标激光诱偏距离测量系统及方法

权利要求书

1.一种非协作目标相对方位矢量测量系统：所述的相对方位矢量是指基于卫星载波相位观测数据的相对方位矢量，所述非协作目标是指不会为激光诱偏距离测量主动提供自身数据的目标，以及在整个激光诱偏距离测量过程中无法获得带有激光诱偏装置的目标所测量的数据，其特征在于：所述的系统由无人机1、无人机2和非协作目标组成；无人机1上设置有卫星主天线、主接收机、激光目标指示器；无人机2上设置有卫星从天线、从接收机、激光导引头和激光测距仪；所述无人机1的主接收机、无人机2的从接收机均具有无线通信模块，主接收机和从接收机分别对卫星主天线和卫星从天线所观测到的卫星数据进行处理；从接收机将所测得的卫星观测数据和激光测距仪的测量数据通过无线通信模块向外传输；主接收机通过无线通信模块接收从接收机传输的数据，对卫星主天线和卫星从天线的相对方位矢量进行实时解算；所述无人机2的激光测距仪能够向某一目标发射测距激光，获取激光测距仪自身与所照射目标间的距离信息；所述无人机1的激光目标指示器能够发射指示激光；所述无人机2的激光导引头能够探测到无人机1的激光目标指示器发射指示激光所照射的目标；无人机1上的卫星主天线、主接收机和无人机2上的卫星从天线、从接收机分别观测导航卫星数据，从接收机将其观测数据传输至主接收机，主接收机以卫星载波相位双差相对定位方法，对激光导引头向目标直线飞行过程中某两个时刻的两架无人机间的矢量进行求解，再根据此两时刻的矢量作差，得到无人机2与目标间的相对方位矢量；利用激光测距仪对无人机2与目标间的距离进行测量，最后通过空间几何关系计算出真目标的坐标以及激光诱偏后实际诱偏位置的坐标，从而获得实际诱偏距离，用以对诱偏效果进行评价。

2.一种非协作目标激光诱偏距离测量方法，其特征在于：利用上述非协作目标相对方位矢量测量系统，实施非协作目标激光诱偏距离测量，最终得到真目标和诱骗激光反射点之间的实际诱偏距离，具体步骤如下：

步骤1：在激光目标指示器发射指示激光的初始时刻，利用两架无人机上的卫星天线和接收机分别获取对卫星观测的载波相位数据，利用载波相位双差相对定位原理，对地心地固坐标系中主、从天线间的相对方位矢量进行解算；利用卫星主天线和主接收机获取对卫星观测的伪距数据，并对主天线所在点的位置进行解算，从而确定地心地固坐标系至以主天线为原点的当地东北天坐标系的转换矩阵；

步骤2：当激光导引头探测到真目标后，利用激光测距仪测量从天线与真目标间的距离，之后无人机2向真目标飞行；

步骤3：利用步骤2中获得的初始时刻从天线与真目标间的距离以及方向单位矢量，可求解初始时刻从天线与真目标之间的矢量，与步骤1中获得的初始时刻主、从天线间的矢量相加，即可得主天线与真目标的相对方位矢量；

步骤4：在无人机2转变航向并向诱偏激光反射点飞行一段时间后，激光导引头将准确对准诱偏激光反射点，之后无人机2将继续沿直线向诱偏激光反射点飞行；

步骤5：当无人机2继续沿直线向诱偏激光反射点飞行至中间某点时，利用两架无人机上的卫星天线和接收机获取对卫星观测的载波相位数据，利用载波相位双差相对定位原理，解算主、从天线在地心地固坐标系中的相对方位矢量，之后将其与步骤4获得的主、从天线间的相对方位矢量作差，得到无人机2转变航向后向诱偏激光反射点直线飞行时，其至目标的航向矢量，将其单位化即可得到航向单位矢量；

步骤6：将步骤4中获得的激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻从天线与诱偏激光反射点间的距离和步骤五中获得的改变航向后从天线与诱偏激光反射点间的航向单位矢量相乘，得到激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻从天线与诱偏激光反射点间的矢量，与步骤四中获得的激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻主、从天线间的相对方位矢量相加，即可得到主天线与诱偏激光反射点的相对方位矢量；

步骤7：将步骤3获得的主天线与真目标相对方位矢量和步骤六获得的主天线与诱偏激光反射点的相对方位矢量作差，即可得到真目标与诱偏激光反射点间的矢量，此矢量的模即为实际诱偏距离；但诱偏激光反射点有可能是空中非刚性的目标，比如丛林中的树冠等，因此激光导引头在到达诱偏激光反射点后会继续沿直线向地面飞行至地面弹着点，实际诱偏效果应以此地面弹着点与真目标之间的距离进行评估，在此种情况下需要额外执行以下三个步骤：

步骤7.1：分别将主天线与真目标的相对方位矢量、主天线与诱偏激光反射点的相对方位矢量、激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻的主天线与从天线间的矢量，由地心地固坐标系转换至以主天线为原点的当地东北天坐标系，可得当地坐标系中的真目标的坐标、诱偏激光反射点的坐标，以及激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻的从天线的坐标；

步骤7.2：当激光导引头到达空中非刚性的目标后，将继续沿直线向地面飞行，并最终到达地面弹着点，在当地东北天坐标系中，地面弹着点的天向坐标与真目标的天向坐标相同，因此在激光导引头对准诱偏激光反射点的初始时刻的从天线与诱偏激光反射点间的矢量和从天线与地面弹着点间的矢量相似，根据空间矢量的相似原理，利用从天线的坐标、诱骗激光反射点的坐标，以及地面弹着点的天向坐标，即可求解地面弹着点的坐标；

步骤7.3：根据步骤7.1中获得的当地坐标系中的真目标坐标和步骤7.2获得的地面弹着点坐标，可计算得到真目标至地面弹着点的距离，即诱偏激光反射点为空中非刚性的目标时，真实的诱偏距离。