[發明專利]基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法

有效

• 申請號: 201911066462.2
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110672115B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 張敬卓;陳杰生;徐剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

1.基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)獲取觀測數據：

利用多個不同坐標的數字望遠鏡連續跟蹤同批運動目標，分別獲取觀測數據并傳送至指揮信息中心平臺端；所述觀測數據包括目標的實時方位角θ和高低角

步驟2)基于各數字望遠鏡獲取的觀測數據，分別建立運動目標的角度信息變化規律：

2.1)若運動目標為非小航路捷徑目標，所述角度信息變化規律包括方位角變化規律和高低角變化規律；

方位角的變化規律：

θ＝arctan[a(t-t_x)]+θ_x

高低角的變化規律：

式中：

{a,t_x,θ_x}為目標的方位角變化規律參數，假設目標運動狀態保持不變，{a,t_x,θ_x}三個參數為常量；

a＝v/r_x，v為目標的速度，r_x為目標航路捷徑；

t_x為目標飛行至航路捷徑處所對應的時刻；

θ_x為目標相對于數字望遠鏡的航路捷徑處所對應的方位角參數；

{a,b,t_x}為目標的高低角變化規律參數；

t為對運動目標觀測的時間變量；

2.2)若運動目標為小航路捷徑目標，所述角度信息變化規律為高低角的變化規律：

式中：

{c,d,t_x}為目標的高低角變化規律參數，若目標保持平直勻速飛行，這些參數則為常數；

t為對運動目標觀測的時間變量；

t_x為目標飛行至航路捷徑處所對應的時刻；

步驟3)求解目標的角度變化規律參數：

基于觀測數據，利用LM列文伯格-馬夸爾特算法，對于非小航路捷徑目標，估計參數{a,t_x,θ_x}，{a,b,t_x}；對于小航路捷徑目標，估計參數{c,d,t_x}；

步驟4)計算估計值；

4.1)若運動目標為非小航路捷徑目標：

將步驟3)估計的參數{a,t_x,θ_x}和{a,b,t_x}帶入步驟2.1)中相應的角度變化規律公式，分別計算各數字望遠鏡所獲取觀測數據中的方位角在時刻t的估計值和高低角在時刻t的估計值

4.2)若運動目標為小航路捷徑目標：

將步驟3)估計的參數{c,d,t_x}帶入步驟2.2)中相應的角度變化規律公式，分別計算各數字望遠鏡所獲取觀測數據中的高低角在時刻t的估計值

步驟5)交叉定位

5.1)若運動目標為非小航路捷徑目標：

在所述多個不同坐標的數字望遠鏡中任意選取兩個數字望遠鏡A和B，對所選取的兩個數字望遠鏡A和B所對應的目標方位角和高低角估計值進行交叉定位，得到目標斜距R_A或R_B；

5.2)若運動目標為小航路捷徑目標：

在所述多個不同坐標的數字望遠鏡中任意選取兩個數字望遠鏡A和B，對所選取的兩個數字望遠鏡A和B所對應的目標方位角的觀測值和高低角的估計值進行交叉定位，得到目標斜距R_A或R_B；

步驟6)計算運動目標相對于地面中心雷達的坐標：

6.1)若運動目標為非小航路捷徑目標：

以地面中心雷達為坐標原點構建地面參數直角坐標系，利用目標相對于數字望遠鏡A或B的方位角估計值、高低角估計值和斜距計算目標在所述地面參數直角坐標系中的坐標：

或

式中：(x,y,z)為目標在所述地面參數直角坐標系中的坐標；(x_A,y_A,z_A)為數字望遠鏡A的地面坐標；和分別為目標相對于數字望遠鏡A的方位角和高低角估計值；(x_B,y_B,z_B)為數字望遠鏡B的坐標，和分別為目標相對于數字望遠鏡B的方位角和高低角估計值；

6.2)若運動目標為小航路捷徑目標：

以地面中心雷達為坐標原點構建地面參數直角坐標系，利用目標相對于數字望遠鏡A或B的方位角觀測值、高低角估計值和斜距計算目標在所述地面參數直角坐標系中的坐標：

或

式中：(x,y,z)為目標坐標；(x_A,y_A,z_A)為數字望遠鏡A的坐標；θ_A為目標相對于數字望遠鏡A的方位角的觀測值，為目標相對于數字望遠鏡A的高低角的估計值；(x_B,y_B,z_B)為數字望遠鏡B的坐標，θ_B為目標相對于數字望遠鏡B的方位角的觀測值，為目標相對于數字望遠鏡B的高低角的估計值；

步驟7)獲取運動目標航跡；

計算運動目標相對于地面中心雷達的方位角、高低角和斜距時間序列，從而得到運動目標航跡；

目標相對于地面中心雷達的方位角計算公式為：

目標相對于地面中心雷達的高低角計算公式為：

目標相對地面中心雷達的斜距計算公式為：

上述目標相對于地面中心雷達的方位角、高低角和斜距的計算公式，對非小航路捷徑目標和小航路捷徑目標均適用。