[發明專利]一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法

在審

• 申請號: 201910971556.8
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110673101A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 吳波;朱鍵華;王曉丹;李陽;蒲季春;白明順;武春風
• 申請（專利權）人: 成都航天科工微電子系統研究院有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 51214 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 管高峰

1.一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，通過結合載體坐標系和慣性坐標系，建立動態測角補償的坐標系；

步驟2，獲取載體在k時刻的姿態角，并根據載體在k時刻的姿態角計算第一姿態轉換矩陣；同時，獲取雷達系統在k時刻時探測到目標的原始俯仰角和原始方位角，并根據雷達系統在k時刻時探測到目標的原始俯仰角和原始方位角計算天線波束指向單位矢量；

步驟3，在k+1時刻時，獲取載體的姿態角，并根據載體在k+1時刻的姿態角計算第二姿態轉換矩陣；

步驟4，利用k時刻的第一姿態角轉換矩陣和天線波束指向單位矢量，以及k+1時刻的第二姿態角轉換矩陣，求解k+1時刻在載體坐標系下的天線波束指向單位矢量；

步驟5，通過步驟1～4計算出一個波為時間內的天線波束指向后，對天線波束指向中的方位角和俯仰角進行取平均值；

步驟6，利用慣性坐標系下的平均值結果通過極坐標直角坐標轉換公式計算出然后利用求解得到方位角λ_yb和俯仰角λ_zb，求解得到的方位角λ_yb和俯仰角λ_zb即是動態補償后當前波位目標在慣性坐標系下的方位角和俯仰角。

2.根據權利要求1所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，步驟2中根據載體在k時刻的姿態角計算得到的第一姿態轉換矩陣的表達式為：

其中，俯仰角θ、偏航角ψ、滾轉角γ分別為載體坐標系在慣性坐標系下的三個姿態角。

3.根據權利要求2所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，步驟2中根據雷達系統在k時刻時探測到目標的原始俯仰角和原始方位角計算天線波束指向單位矢量的方法為：

1)k時刻的天線波束指向單位矢量在載體坐標系的表達式為：

2)k時刻的天線波束指向單位矢量在慣性坐標系的表達式為：

其中，λ_yb(k)為k時刻的原始方位角，λ_zb(k)為k時刻的原始俯仰角。

4.根據權利要求3所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，步驟4的方法為：

(1)根據步驟2的方法建立k+1時刻的天線波束指向單位矢量表達式；

(2)解耦使得在k+1時刻的天線波束指向在慣性坐標系中與k時刻的相同，即滿足

(3)利用k時刻的第一姿態角轉換矩陣和天線波束指向單位矢量，以及k+1時刻的第二姿態角轉換矩陣，通過解算求解k+1時刻在載體坐標系下的天線波束指向單位矢量。

5.根據權利要求4所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，步驟5的方法為：

(1)對天線波束指向中的方位角和俯仰角進行取平均值，得到平均值結果

(2)將平均值結果轉換到慣性坐標系下，得到慣性坐標系下的平均值結果

6.根據權利要求5所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，所述取平均值的表達式為：

其中，K為一個波位時間內光纖捷聯組合導航系統輸出姿態角的次數。

7.根據權利要求5或6所述的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，其特征在于，步驟6中所述求解得到方位角λ_yb和俯仰角λ_zb的表達式為：