[發明專利]一種低空慢速小目標探測與攔截系統標定方法

有效

• 申請號: 201110385539.X
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN103134387A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 杜海濤;馬連軼;王安
• 申請（專利權）人: 北京航天長峰科技工業集團有限公司
• 主分類號: F41H11/02
• 分類號: F41H11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種低空慢速小目標探測與攔截系統標定方法。

背景技術

低空慢速小目標探測與攔截系統綜合運用紅外視頻圖像處理技術、目標數據融合、伺服控制技術，防空指揮控制中的通信技術等，對可疑的低空慢速小目標進行搜索、跟蹤、識別和攔截，包括指揮控制系統、目標探測系統和目標攔截系統。系統采用分布式部署方案，由于部署的相對距離比較近，一般采用系統單獨標定和誤差補償的方式實現系統的坐標統一。這種標定方法雖然簡單，但是很難滿足系統高精度的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低空慢速小目標探測與攔截系統標定方法，利用設備的相對位置關系，通過空間極坐標和直角坐標的轉換，實現探測和攔截系統的坐標統一，提高系統的跟蹤精度。

本發明的技術方案如下：

一種低空慢速小目標探測與攔截系統標定方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)探測設備與攔截設備俯仰調零，探測設備首先將轉塔水平面調零，然后通過在東西南北方向樹立標桿校正紅外設備的俯仰零點；攔截設備通過水平儀調整轉塔的平面，即攔截設備的俯仰零點；

(2)利用激光測距儀和全站儀分別測量攔截設備相對于探測設備的位置關系，將攔截設備轉換到探測設備的坐標空間中，以X軸對于正北；

(3)選取一個典型目標，測量目標相對于探測設備的方位、俯仰和斜距，并用模型轉換后的值標定攔截設備的方位零點，完成系統的初步標定；

(4)選取十個典型的靜態目標，探測設備和攔截設備分別測量目標的方位、俯仰和斜距，計算模型轉換后的靜態誤差；

(5)分析誤差的規律，修正坐標轉變模型；

(6)完成靜態標定后，進行動態目標的實時跟蹤，驗證系統的動態跟蹤精度。

本發明利用空間幾何知識和誤差補償相關知識，將探測設備和攔截設備轉換到統一的三維直角坐標系。通過測量攔截設備相對探測設備的方位，俯仰和距離，計算攔截設備相對于探測設備的空間幾何坐標，建立目標從探測設備到攔截設備的坐標轉換模型。通過空間極坐標和直角坐標的轉換，實現探測和攔截系統的坐標統一，同時，采用多點求平均值的方法修正模型，提高系統的精度。

附圖說明

圖1所示為空間坐標轉換的原理圖

具體實施方式

本發明將探測設備和攔截設備轉換到統一的三維直角坐標系，通過測量攔截設備相對探測設備的方位，俯仰和距離，計算攔截設備相對與探測設備的空間幾何坐標，建立目標從探測設備到攔截設備的坐標轉換模型。同時，采用多點求平均值的方法修正模型，提高系統的精度。具體包括以下步驟：

(1)探測設備與攔截設備俯仰調零，探測設備首先將轉塔水平面調零，然后通過在東西南北方向樹立標桿校正紅外設備的俯仰零點；攔截設備通過水平儀調整轉塔的平面，即攔截設備的俯仰零點；

(2)利用激光測距儀和全站儀分別測量攔截設備相對于探測設備的位置關系，將攔截設備轉換到探測設備的坐標空間中，以X軸對于正北；

(3)選取一個典型目標，測量目標相對于探測設備的方位、俯仰和斜距，并用模型轉換后的值標定攔截設備的方位零點，完成系統的初步標定；

(4)選取十個典型的靜態目標，探測設備和攔截設備分別測量目標的方位、俯仰和斜距，計算模型轉換后的靜態誤差；

(5)分析誤差的規律，修正坐標轉變模型；

(6)完成靜態標定后，進行動態目標的實時跟蹤，驗證系統的動態跟蹤精度。

以下以一套探測設備和一套攔截設備為例，說明本發明坐標標定的原理。

圖1所示為空間坐標轉換的原理圖。

攔截設備和探測設備的位置如圖1所示，圖1中以探測設備為空間坐標原點，X軸表示正北方向，可以通過數字羅盤定北。攔截設備處于探測設備的空間坐標中。β表示攔截設備在水平面投影相對于X軸方位角度，α表示攔截設備相對與探測設備的俯仰角。根據實際部署系統的位置關系，采用光學互瞄方式確定角度關系，距離D標定采用激光測距儀。α、β和D作為標定參數帶入系統的修正模型，并采集10個典型的靜態目標點，計算系統的誤差補償值。補償值通過坐標模型轉換值與攔截設備實測值的平均值得到。