[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

本發明公開了一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，所述方法為：建立動態測角補償的坐標系，通過獲取姿態角、原始方位角、原始俯仰角，計算一個波位時間內的天線波束指向后，計算方位角和俯仰角的平均值并利用建立的動態測角補償的坐標系進行轉換，最后利用極坐標直角坐標轉換公式求解得到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。本發明的基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法可以大大的提高雷達系統的測角精度；在工程應用中再綜合考慮波束指向誤差、雷達伺服控制轉動誤差以及系統內的其他誤差等因素影響，本發明提供的動態補償方法在實際應用中將更有應用價值。

技術領域

本發明涉及雷達系統探測技術領域，尤其是一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法。

背景技術

針對空中低慢小飛行器威脅，現有市面上雷達探測系統可在固定部署情況下實現高精度的目標指示信息輸出。對于自身攜帶發電機供電的車載平臺而言，其工作情況下存在一定的振動，影響雷達系統的輸出精度；車載平臺在不具備車輛調平功能或調平功能較差時，車載平臺停止位置與水平面存在一定的角度，誤差精度進一步累加，從而增加雷達系統的輸出精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，利用高精度的組合導航姿態測量設備，在車載平臺有一定頻率振動和車載平臺停放有一定角度傾斜情況下的雷達目標指示信息輸出進行補償，保證雷達系統輸出高精度的目標指示角度誤差。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于組合導航姿態的雷達系統動態補償方法，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。

進一步地，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。

進一步地，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。