[發明專利]一種雷達超視距基線無源協同定位方法

有效

• 申請號: 201410326901.X
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104076348A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 涂剛毅;裴江;王善民
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S13/46
• 分類號: G01S13/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種雷達無源協同定位方法，特別涉及一種超視距基線情況下根據雙站雷達對海上輻射源目標被動探測后，進行協同定位的方法。

背景技術

無源定位與有源定位不同。無源定位是指定位系統通過獲取目標自身輻射的電磁信號或目標反射的外部輻射源信號，探測目標的存在，獲取目標的信息，并以一定的精度給出目標的空間坐標。由于定位系統在工作時自身不輻射電磁信號，而僅接收電磁信號，因此被稱為無源定位系統。有源定位系統依據距離和方位信息對目標進行定位，無源定位系統僅依據方位信息對目標進行定位。無源定位系統受環境影響小，且作用距離遠。

雙站無源定位通過分布在空間不同位置的兩個站，同時獲取同一輻射的信號，測量其參數，通過定位運算確定出其地理位置。雙站無源定位又稱為雙站無源協同定位，雙站無源協同定位的方法主要有：測向交叉定位、時差定位和測向-時差定位，以上幾種定位方法均基于三角定位原理。

根據雙站間距的不同，分為視距內協同定位（間距小于30km視距）和超視距協同（間距大于30km視距）定位。超視距情況下，由于地球曲率的影響，雙站及定位站之間觀測定位將不滿足三角定位關系。隨著雙站間基線延長，協同定位時若采用測向交叉定位、時差定位和測向-時差定位等方法，將引入測角誤差，導致定位精度差，不能滿足實際定位精度要求，需要采用適用于超視距基線情況下的定位方法。

發明內容

本發明的目的是為了克服雷達間距超出視距范圍的長基線情況下，采用測向交叉定位方法進行雙站協同定位時，由于地球曲率引入測角誤差，導致定位精度差，不能滿足實際定位精度要求的缺點，通過將多種坐標變換方法與虛擬目標點搜索定位方法相結合，提出了一種雷達長基線無源協同定位方法。

本實施例中，針對的對象是基于無源探測的雙站協同定位系統，其定位基本方式及原理如圖1所示。

為了實現本發明的目的，一種雷達長基線無源協同定位方法，包括以下步驟，實施過程及軟件流程如圖2所示。

S1?雷達站點1、2坐標變換：將站點1、2在大地經緯高坐標系坐標轉換為地心直角坐標系中坐標。

S2?初始生成虛擬目標探測距離：假定虛擬目標為待定位目標，設定虛擬目標距離站點1距離，設置目標搜索步長。

S3?計算虛擬目標相對站點1位置偏移量：沿站點1對目標探測方向，計算虛擬目標相對站點1東向、北向、垂直方向距離差。

S4?虛擬目標坐標計算：以站點1地心直角坐標系坐標為參考，根據位置偏移量計算待定位虛擬目標地心直角坐標系坐標。

S5?計算站點2對虛擬目標觀測量：計算從站點2向虛擬目標進行觀測的相對觀測量。

S6?測量誤差判決：計算測量誤差，判斷是否小于誤差閾值。若大于閾值則，轉步驟S7。若小于閾值則，轉步驟S8。

S7?更新虛擬目標探測距離：根據站點2角度測量誤差值對虛擬目標探測距離進行更新。

S8?輸出定位結果：將虛擬目標定位結果轉化為大地經緯高坐標系坐標，將虛擬目標定位結果作為待定位目標定位結果輸出。

本發明的有益效果：由于采用本發明所述的方法，通過采用適用于超視距基線情況下的無源協同定位方法，對由于地球曲率引入的雷達測量誤差進行修正，可有效提高雷達無源協同定位的精度。

附圖說明

附圖1為長基線無源協同定位方法示意圖。

其中：站點1、2在大地經緯高坐標系中分別表示為????????????????????????????????????????????????、，目標定位結果。Angle₁、?Angle₂分別為站點1、站點2對目標的觀測方位角，Angle為站點2對虛擬目標的觀測方位角。

附圖2為長基線無源協同定位方法流程圖。

其中：圖中S1-S8分別與發明內容中表述的S1-S8過程對應。

具體實施方式

實施過程及軟件流程如圖2所示，具體描述為以下過程。

S1?雷達站點1、2坐標變換：站點1、2在大地經緯高坐標系中分別表示為、，其中λ為緯度、為經度、h高度。通過，計算，獲得站點1、2的地心直角坐標系中坐標，。利用函數對站點1坐標變換處理過程如下：

??????????（1）

其中，地球半長軸米，半短軸米，偏心率。利用函數對站點2坐標變換處理過程同站點1。