[发明专利]建立雷达测量误差标定模型的方法有效
申请号: | 201110379944.0 | 申请日: | 2011-11-25 |
公开(公告)号: | CN102508217A | 公开(公告)日: | 2012-06-20 |
发明(设计)人: | 史忠科;张宇 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | G01S7/40 | 分类号: | G01S7/40 |
代理公司: | 西北工业大学专利中心 61204 | 代理人: | 王鲜凯 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | 本发明公开了一种建立雷达测量误差标定模型的方法,用于解决现有的雷达测量误差标定方法精度差的技术问题。技术方案是通过建立系统状态方程和观测方程,并引入系统偏差和测量偏差,建立完整的雷达测量误差标定模型,通过联合估计方法直接修正雷达的测量误差,减少积累误差的影响,提高了雷达测量误差标定方法的精度。 | ||
搜索关键词: | 建立 雷达 测量误差 标定 模型 方法 | ||
【主权项】:
1.一种建立雷达测量误差标定模型的方法,其特征在于包括以下步骤:在原有的飞机运动方程中,引入飞机的斜距、方位角和高低角,得到式中,飞机飞行状态为平飞或盘旋,选择原点O和飞机质心重合而固连于飞机机体坐标系的动坐标系OXYZ,设u,v,w分别为质心沿动坐标系轴OX,OY,OZ的速度分量;雷达极坐标系原点位于雷达质心,R,A,B分别为在雷达极坐标系下的飞机斜距、高低角和方位角;为俯仰角,为滚转角,Ψ为偏航角,指向正北方向,p,q,r分别为飞机的滚转、俯仰、偏航角速率,nx,ny,nz为过载分量,且nx=Ax/g,ny=Ay/g,nz=Az/g式中,g为重力加速度,Ax,Ay,Az为沿动坐标系轴OX,OY,OZ的加速度分量;设ui=[nx ny nz p q r]T考虑到测量值中的系统偏差和尺度因子偏差,得 式中,uim为ui的测量值,w为过程噪声向量,即ui的量测噪声,为状态向量的系统偏差向量,λnx、λny、λnz、λp、λq和λr分别为nx,ny,nz,p,q和r测量偏差的尺度因子;设式中,bnx,bny,bnz,bp,bq和br分别为nx,ny,nz,p,q和r的系统偏差;飞机全面运动的观测方程为式中,V0为空速,Xα,Yα,Zα和Xβ,Yβ,Zβ分别为气流迎角和侧滑角传感器在动坐标系中的坐标,α,β分别为气流迎角和侧滑角,h为高度,σl,ζl为雷达质心的经度和纬度坐标,σp,ζp为飞机的经度和纬度坐标,λα,λβ,λh,λR,λA,λB分别为V0,α,β,h,R,A,B测量偏差的尺度因子,bα,bβ,bΨ,bh,bR,bA,bB和vα,vβ,vΨ,vh,vR,vA,vB分别为V0,α,β,Ψ,h,R,A,B的系统偏差和观测噪声,下标m代表测量值;V0m,αm,βm,θm,Ψm,hm,Rm,Am,Bm分别为VO,α,β,θ,Ψ,h,R,A,B的实际测量值;将观测方程写成矩阵形式,有ym=Hyyc+by+v (3)式中,为观测向量的计算值,为观测向量的实际测量值,为观测向量的测量偏差矩阵,为观测向量的系统偏差向量,为观测噪声向量,取根据(1)式,系统的状态方程写为式中,x为9维状态向量,f为9维函数向量,b1为12维状态偏差向量,Γ(x)为过程噪声的系数矩阵,w为零均值高斯白噪声序列,方差为Q;观测方程写为y=к(x,ui,b2)+v (5)式中,为10维观测向量,b2为17维观测偏差向量,к为10维输出函数向量,v为零均值高斯白噪声序列,方差为R;将(4)式和(5)式按泰勒级数展开,并取一次项,得雷达测量误差的标定模型为式中,x(k)为目标kT时刻的状态向量,b1(k)为kT时刻的状态偏差向量,Γ(k)为kT时刻过程噪声的系数矩阵,w(k)为kT时刻的过程噪声向量,y(k)为kT时刻的观测向量,b2(k)为kT时刻的观测偏差向量,v(k)为kT时刻的观测噪声向量,Ru(k)=f[x(k|k),b1(k),k]-A(k)x(k|k)-B(k)b1(k)Ry(k)=к[x(k+1/k),b2(k),k+1]-H(k+1)x(k+1|k)-D(k+1)b2(k)x(k/k)为目标kT时刻状态的滤波值,x(k/k-1)为目标kT时刻状态的一步预测值,ui(k)为kT时刻的输入,nxm,nym,nzm,pm,qm,rm分别为nx,ny,nz,p,q,r的实际测量值,pc=(I+λp)pm+bpqc=(I+λq)qm+bqrc=(I+λr)rm+brpc,qc,rc为p,q,r的计算值。
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