[發(fā)明專利]微波著陸機載設備角度、測距數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410757105.1
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104515974A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 張建明;徐飛;駱家強;郭小偉;黃偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種微波著陸機載設備測角、測距數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括下述步驟：

1)建立方位角的數(shù)學模型，其中，方位角狀態(tài)方程X_AZ(k+1)＝φ_AZ·X_AZ(k)+G_AZ·w_AZ(k)，方位角量測方程θ_AZ(k)＝H_AZ·X_AZ(k)+v_AZ(k)，為方位角k時刻的狀態(tài)矢量；X_AZ(k+1)為方位角k+1時刻的狀態(tài)矢量；θ_AZ(k)為k時刻機載設備測得的方位角；為k時刻機載設備測得方位角的變化速度；為k時刻機載設備測得方位角變化加速度；T_k為當前k+1時刻方位功能距k時刻方位功能的時間間隔；H_AZ＝[1?0?0]，為方位角測量矩陣；φAZ=1TkTk2/201Tk001,]]>為方位角狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；GAZ=Tk2/4Tk/21,]]>為方位角動態(tài)噪聲矩陣；w_AZ(k)是過程噪聲；v_AZ(k)是測量噪聲；過程噪聲w_AZ(k)與測量噪聲v_AZ(k)是互不相關(guān)的零均值白噪聲；

2)建立仰角數(shù)據(jù)處理的數(shù)學模型，其中，仰角狀態(tài)方程X_EL(n+1)＝φ_EL·X_EL(n)+G_EL·w_EL(n)，仰角量測方程θ_EL(n)＝H_EL·X_EL(n)+v_EL(n)，為仰角在n時刻的狀態(tài)矢量；X_EL(n+1)為仰角在n+1時刻的狀態(tài)矢量；HE_L＝[1?0?0]，為仰角測量矩陣；φEL=1TnTn2/201Tn001,]]>為仰角狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；GEL=Tn2/4Tn/21]]>為仰角動態(tài)噪聲矩陣；θ_EL(n)為在n時刻機載設備測得的仰角；表示n時刻機載設備測得的仰角變化速度；表示n時刻機載設備測得的仰角變化的加速度；T_n為當前n+1時刻仰角功能距n時刻仰角功能的時間間隔；w_EL(n)是過程噪聲；v_EL(n)是測量噪聲；過程噪聲w_EL(n)與觀測噪聲v_EL(n)是互不相關(guān)的零均值白噪聲；

3)建立距離數(shù)據(jù)處理的數(shù)學模型，其中，距離狀態(tài)方程X_L(m+1)＝φ_L·X_L(m)+G_Lw_L(m)距離量測方程L(m)＝H_L·X_L(m)+v_L(m)，為m時刻的距離狀態(tài)矢量；X_L(m+1)為m+1時刻距離的狀態(tài)矢量；H_L＝[1?0?0]，為距離測量矩陣；φL=1TmTm2/201Tm001]]>為距離狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；GL=Tm2/4Tm/21]]>為距離動態(tài)噪聲矩陣；L(m)表示m時刻機載設備測得飛機距DME/P天線相位中心的距離；表示m時刻機載設備測得飛機距DME/P天線相位中心距離變化速度；表示m時刻機載設備測得飛機距DME/P天線相位中心距離加速度；T_m為當前m+1測距應答時刻距m測距應答時刻的時間間隔；w_L(m)是過程噪聲；

v_L(m)是測量噪聲；過程噪聲w_L(m)與測量噪聲v_L(m)是互不相關(guān)的零均值白噪聲序列；

4)根據(jù)微波著陸的功能識別碼，判斷輸入功能類型：

如果是方位功能，則進行第5)步操作；

如果是仰角功能，則進行第6)步操作；

如果是測據(jù)功能，則進行第7)步操作；

5)采用Kalman濾波算法對方位角進行濾波處理，得到方位功能時刻的方位角θ_AZ(k)、方位角變化速度和變化加速度

6)采用Kalman濾波算法對仰角數(shù)據(jù)進行濾波處理，計算仰角功能時刻的仰角θ_EL(n)、仰角變化速度和變化加速度

7)采用Kalman濾波算法對仰角數(shù)據(jù)進行濾波處理，計算測距應答時刻的距離L(m)、距離變化速度和變化加速度

8)以方位、仰角功能第五位Baker碼中點時刻為計時點，計算仰角功能距前一方位功能的時間差ΔT_k；

9)以方位功能、仰角功能第五位Baker碼中點時刻為計時點，計算方位功能距前一仰角功能的時間差ΔT_n；

10)計算機載測距設備應答信號與測角信號經(jīng)相關(guān)運算后的相關(guān)峰的時間差，得到測角功能時刻距測距應答信號的時間差ΔT_L；

11)計算仰角功能時刻對應的實時方位角

θAZ(k+1)=θAZ(k)+(ΔTk+0.00255)·θ·AZ(k)+12·θ··AZ(k)·(ΔTk+0.00255)2;]]>

12)計算方位功能時刻對應的實時仰角

θEL(n+1)=θEL(n)+(ΔTn+0.005604)·θ·EL(n)+12·θ··EL(n)·(ΔTn+0.005604)2;]]>

13)計算測角功能時刻，對應的實時距離值

L(m+1)=L(m)+ΔTL·L·(m)+12·L··(m)·ΔTL2;]]>

14)確定飛機在方位功能時刻實時位置信息，包括方位角θ_AZ(k)、仰角為θ_EL(n+1)和距離L(m)；

15)確定飛機在仰角功能時刻實時位置信息，包括方位角為θ_AZ(k+1)、仰角θ_EL(n)和距離L(m)；

16)將飛機在方位、仰角功能時刻的實時位置信息進行坐標變換，得到飛機相對于著陸點的坐標；

17)返回第4)步，等待對下一微波著陸功能數(shù)據(jù)的處理。