[发明专利]一种地基雷达组网的系统误差配准方法有效

专利信息
申请号: 202110865842.3 申请日: 2021-07-29
公开(公告)号: CN113484832B 公开(公告)日: 2022-12-27
发明(设计)人: 苏洪涛;毛智;刘宏伟;赵永波 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: G01S7/40 分类号: G01S7/40;G01S7/42
代理公司: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 陈宏社;王品华
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 地基 雷达 组网 系统误差 方法
【说明书】:

本发明提出了一种雷达组网的系统误差配准方法配准方法,实现步骤为:获取雷达的姿态角以及目标航迹;将目标航迹转换到东北天坐标系下;对东北天坐标系下的目标航迹进行差分运算;对待配准雷达的姿态角误差进行估计;对待配准雷达的站址误差进行估计;获取雷达组网的系统误差配准结果。本发明在获取雷达组网的系统误差配准结果的过程中,首先对参考雷达以及每个待配准雷达在各自的东北天坐标系目标航迹进行差分运算,将系统误差中的姿态角误差和站址误差分离,在保证配准精度的前提下,降低了配准的时间复杂度,适于工程应用。

技术领域

本发明属于雷达技术领域,涉及一种地基雷达组网存在系统误差条件下的误差配准方法,可用于雷达组网协同目标探测。

背景技术

地基雷达组网是将多部地基雷达统筹组织、优化布局后形成组网结构,收集各雷达的量测信息,并将收集到的信息通过通信链路传输到融合中心进行统一管理、控制和处理,以达到扩大探测范围,提高探测精度,增强系统稳定性等目的。然而各雷达系统误差的存在使得融合中心出现航迹鬼影,即同一个目标在全局坐标系下中产生了多条差异明显的航迹,严重降低了雷达组网的可靠性。地基雷达组网的系统误差包括雷达的姿态角误差和站址误差,姿态角误差包括方位角误差、纵倾角误差以及旋转角误差,其中方位角误差是由于雷达坐标北与真北之间存在对准误差造成的,纵倾角误差是由于雷达天线后倾偏差造成的,旋转角误差是由于雷达天线底座固定倾斜造成的,站址误差是由于GPS等位置测量设备不精确造成的。对于地基雷达,系统误差可以认为是固定的。雷达组网系统误差配准的主要任务是,估计并修正雷达的系统误差,使得各雷达上报的目标航迹在融合中心达到空间上的一致。目前已存在多种误差配准方法应用于雷达组网的系统误差配准。但是,由于待估计的系统误差参数较多的因素,使得低时间复杂度的误差配准仍是一个挑战。

例如授权公告号为CN105353359B,名称为“异步组网雷达系统误差校正方法”的中国专利,公开了一种异步组网雷达系统误差校正的方法,该方法首先将各雷达的航迹转换到公共坐标系下,然后建立系统误差估计模型,再利用序贯最小二乘估计方法,对包括待配准雷达的姿态角误差和站址误差六个维度的系统误差进行联合估计和校正。该方法解决了异步观测条件下组网雷达系统误差校正问题,但其存在的不足之处是,对系统误差联合估计带来矩阵求逆维度较高的问题,使得时间复杂度较高,不利于工程应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足,提出一种地基雷达组网的系统误差配准方法,旨在在保证配准精度的前提下,降低系统误差估计过程中因矩阵求逆维度高导致的时间复杂度。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案包括如下步骤:

(1)获取雷达的姿态角以及目标航迹:

(1a)初始化包括一个参考雷达S0以及N个待配准雷达S={Sn|1≤n≤N}的雷达组网场景,每个雷达通过惯性测量单元获取东北天坐标系下自身的姿态角,得到参考雷达S0的姿态角P0=(ψ000)T、每个待配准雷达Sn的姿态角Pn=(ψnnn)T,则待配准雷达S对应的姿态角集合为P={Pn|1≤n≤N},其中N≥1,ψ0、η0、φ0分别表示参考雷达S0的姿态角中雷达天线相对于正北方向的方位角、相对于水平面的纵倾角、相对于法向的旋转角,ψn、ηn、φn分别表示第n个待配准雷达Sn中雷达天线相对于正北方向的方位角、相对于水平面的纵倾角、相对于法向的旋转角;

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