專利名稱：機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)批處理式誤差配準(zhǔn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多傳感器組網(wǎng)融合數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的誤差配準(zhǔn)領(lǐng)域，適用于艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)等機(jī)動平臺雷達(dá)間的組網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)動平臺是雷達(dá)在實(shí)際作戰(zhàn)運(yùn)用中的重要載體，機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)是一種典型的多傳感器系統(tǒng)組網(wǎng)模式。在多傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)中，如何對各傳感器的系統(tǒng)誤差進(jìn)行有效的配準(zhǔn)和補(bǔ)償，是其核心關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，關(guān)于機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)誤差配準(zhǔn)技術(shù)的研究比較少。Helmick利用卡爾曼濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)動雷達(dá)量測和姿態(tài)角誤差的實(shí)時估計(jì)，但算法是在假設(shè)機(jī)動雷達(dá)之間距離很近時 給出的，只適用于同一機(jī)動平臺多雷達(dá)的誤差配準(zhǔn)問題。Kastella通過解耦的方式實(shí)現(xiàn)了移動平臺定位誤差的估計(jì)，但需要利用固定參考點(diǎn)的先驗(yàn)知識。實(shí)際中，機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)主要是由跨平臺、大距離范圍內(nèi)分布的雷達(dá)構(gòu)成的，主要包含量測和姿態(tài)角系統(tǒng)誤差，而在現(xiàn)有機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)誤差配準(zhǔn)技術(shù)中，算法的假設(shè)和構(gòu)建的模型都不符合實(shí)際工程背景要求，都沒有系統(tǒng)、全面地對機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)誤差配準(zhǔn)問題進(jìn)行建模和求解。

發(fā)明內(nèi)容
I.要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種用于機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)的批處理式誤差配準(zhǔn)器。該誤差配準(zhǔn)器利用多機(jī)動雷達(dá)對處于公共探測區(qū)域內(nèi)非合作目標(biāo)的量測，根據(jù)雷達(dá)量測值在目標(biāo)狀態(tài)空間的投影和系統(tǒng)誤差的擾動數(shù)學(xué)關(guān)系，采用批處理式的算法結(jié)構(gòu)，通過對系統(tǒng)誤差和目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行期望最大化遞歸優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)誤差的配準(zhǔn)，并最終得到消除系統(tǒng)誤差后的目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì)。該誤差配準(zhǔn)器不對雷達(dá)間的距離進(jìn)行約束，不需要利用固定參考點(diǎn)的先驗(yàn)知識，且估計(jì)收斂速度快、精度高，因而應(yīng)用范圍廣，實(shí)用性較強(qiáng)。2.技術(shù)方案本發(fā)明所述的用于機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)的批處理式誤差配準(zhǔn)器，包括以下技術(shù)措施首先根據(jù)各雷達(dá)包含系統(tǒng)誤差的量測方程，利用已經(jīng)得到的系統(tǒng)誤差估計(jì)(假設(shè)系統(tǒng)誤差的初始估計(jì)為零)，把各雷達(dá)所有時刻的量測投影到目標(biāo)狀態(tài)空間中，得到各雷達(dá)的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)，然后根據(jù)所有雷達(dá)同一時刻目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)和系統(tǒng)誤差的擾動數(shù)學(xué)關(guān)系，利用所有雷達(dá)所有時刻的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)對已經(jīng)得到的系統(tǒng)誤差估計(jì)進(jìn)行修正，進(jìn)一步得到優(yōu)化后的系統(tǒng)誤差估計(jì)，最后根據(jù)設(shè)置的閾值，對系統(tǒng)誤差估計(jì)的收斂性進(jìn)行判斷如果沒有收斂，繼續(xù)上述過程；如果收斂，輸出系統(tǒng)誤差的估計(jì)，并利用系統(tǒng)誤差的估計(jì)對所有雷達(dá)所有時刻的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行修正和融合，最終輸出目標(biāo)狀態(tài)的估計(jì)。3.有益效果本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)(I)在滿足可觀測性條件下，該誤差配準(zhǔn)器可對具有任意位置關(guān)系的雷達(dá)進(jìn)行配準(zhǔn)；(2)該誤差配準(zhǔn)器可對雷達(dá)量測和姿態(tài)角系統(tǒng)誤差進(jìn)行估計(jì)，且估計(jì)精度高，收斂速度快；(3)該誤差配準(zhǔn)器可得到融合所有雷達(dá)量測信息的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)。
四

圖I為本發(fā)明的實(shí)施原理流程圖。
五具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照說明書附圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
分以下幾個步驟(I)組網(wǎng)系統(tǒng)由n部三維機(jī)動雷達(dá)i(i = 1，2，...，n)組成，雷達(dá)i存在距離誤差^■、方位角誤差&f、俯仰角誤差^、偏航角誤差縱搖角誤差V和橫搖角誤差V,且它們都是常量加性誤差。在k時刻，雷達(dá)i在地球直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為xis(k) = [xis(k),yis(k) ,zis(k)]',對應(yīng)的地理坐標(biāo)為xisp (k) = [Li (k), Bi (k), Hi (k)]',其機(jī)動載體平臺包
含誤差的姿態(tài)角為
權(quán)利要求
1.用于機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)批處理式誤差配準(zhǔn)器，其特征在于 (1)機(jī)動雷達(dá)量測在目標(biāo)狀態(tài)空間投影； (2)利用量測方程構(gòu)建目標(biāo)狀態(tài)擾動量和系統(tǒng)誤差擾動量之間的近似線性關(guān)系。
2.如權(quán)利要求I所述的用于機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)批處理式誤差配準(zhǔn)器，其特征在于所述機(jī)動雷達(dá)量測在目標(biāo)狀態(tài)空間投影，實(shí)現(xiàn)步驟為基于機(jī)動雷達(dá)在地球直角坐標(biāo)系對目標(biāo)狀態(tài)的量測方程，在已得到系統(tǒng)誤差估計(jì)的條件下，可以得到機(jī)動雷達(dá)量測Zi (k)在目標(biāo)狀態(tài)空間投影皂(幻為
3.如權(quán)利要求I所述的用于機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)批處理式誤差配準(zhǔn)器，其特征在于所述利用量測方程構(gòu)建目標(biāo)狀態(tài)擾動量和系統(tǒng)誤差擾動量之間的近似線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)步驟為對機(jī)動雷達(dá)關(guān)于目標(biāo)狀態(tài)的量測方程，在系統(tǒng)誤差b和目標(biāo)狀態(tài)X (k)方向進(jìn)行微小擾動，并采用線性化近似技術(shù)進(jìn)行展開，可得系統(tǒng)誤差和目標(biāo)狀態(tài)的擾動方程為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)動雷達(dá)組網(wǎng)批處理式誤差配準(zhǔn)器，該技術(shù)屬于雷達(dá)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域?，F(xiàn)有機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)誤差配準(zhǔn)技術(shù)的假設(shè)和構(gòu)建的模型都不符合實(shí)際工程背景要求，都沒有系統(tǒng)、全面地對機(jī)動雷達(dá)網(wǎng)誤差配準(zhǔn)問題進(jìn)行建模和求解，可用性較差。本發(fā)明是關(guān)于量測的批處理算法，通過對系統(tǒng)誤差沿著擾動的最大梯度進(jìn)行遞歸優(yōu)化，最終得到收斂的系統(tǒng)誤差估計(jì)。該誤差配準(zhǔn)器不對雷達(dá)間的距離進(jìn)行約束，不需要利用固定參考點(diǎn)的先驗(yàn)知識，且估計(jì)收斂速度快、精度高，具有推廣應(yīng)用價值。
文檔編號G01S7/40GK102707268SQ20121017550
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者何友, 崔亞奇, 熊偉, 王國宏, 王海鵬, 董云龍 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院