[发明专利]一种三维速度视线坐标系的建立方法及其转换方法

说明书

本发明公开了一种三维速度视线坐标系的建立方法，包括以下步骤：S1、根据拦截器M和目标T的初始位置确定视线r；S2、对步骤S1得到的视线r进行单位化，得到视线方向单位矢量esubgt;r/subgt;，视线方向单位矢量esubgt;r/subgt;所在的射线，即esubgt;r/subgt;轴；S3、通过拦截器的速度Vsubgt;M/subgt;所在方向和esubgt;r/subgt;轴建立得到速度视线平面esubgt;r/subgt;Mesubgt;v/subgt;，通过esubgt;r/subgt;×Vsubgt;M/subgt;，并求解，得到esubgt;Ω/subgt;轴；S4、通过将步骤S2得到的esubgt;r/subgt;轴和步骤S3得到的esubgt;Ω/subgt;轴叉乘得到esubgt;v/subgt;轴；S5、以拦截器M的初始点为原点，以esubgt;r/subgt;轴作为X轴，以esubgt;v/subgt;轴作为Y轴，以esubgt;Ω/subgt;轴作为Z轴，即得到三维速度视线坐标系，本发明还公开了三维速度视线坐标系的转换方法，将地面固定坐标系通过三维坐标计算和转换的方法优化为三维速度视线坐标系，该转换方法采用了叉乘的方法，在计算机上运行更为简洁、快速。

技术领域

本发明属于目标与拦截器的三维机动技术领域，具体涉及一种三维速度视线坐标系的建立方法及其转换方法。

背景技术

目标指的是高超声速飞行器，为了实现拦截器对目标更好的拦截，需要对拦截器与目标的相对运动进行研究，目前对拦截器与目标的相对运动大多都是采用地面固定坐标系进行研究，大多数是将三维问题转化到二维视线平面上解决，而且坐标系的建立与目标的速度也有很大关系，在实际的拦截过程中，这对于雷达的要求过高，难以达到其要求，三维机动也仅是在视线平面内的机动，具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三维速度视线坐标系的建立方法及其转换方法。

本发明的第一个目的是提供一种三维速度视线坐标系的建立方法，包括以下步骤：

S1、根据拦截器M和目标T的初始位置确定视线r；

S2、对步骤S1得到的视线r进行单位化，得到视线方向单位矢量e_r，视线方向单位矢量e_r所在的射线，即e_r轴；

S3、通过拦截器M的速度V_M所在方向和步骤S2得到的e_r轴建立得到速度视线平面e_rMe_v，通过e_r×V_M，并求解，得到e_Ω轴；

S4、通过将步骤S2得到的e_r轴和步骤S3得到的e_Ω轴叉乘得到e_v轴；

S5、以拦截器M的初始点为原点，以e_r轴作为X轴，以e_v轴作为Y轴，以e_Ω轴作为Z轴，即得到三维速度视线坐标系。

优选的，步骤S1中，所述拦截器M和目标T在地面固定坐标系下的初始位置分别为(x_m,y_m,z_m)，(x_t,y_t,z_t)，通过拦截器M和目标T的初始位置的坐标差，确定得到视线r＝[x_t-x_m,y_t-y_m,z_t-z_m]。

优选的，步骤S2中，所述视线方向单位矢量e_r通过下式计算得到：

其中，|r|为视线r的模向量。