[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

本發明提供了一種基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法，解決低空超低空近程機動目標的定位問題，以彌補低空雷達探測盲區。針對“觀察哨”數字望遠鏡空情受多種因素影響，信息精度低、離散性大等問題，本發明從多源空情信息融合的角度出發，方法建立了目標運動規律數學模型，在此基礎上，以估計值代替觀測數據，采用最小二乘交叉定位算法估計目標距離信息，從而獲得目標航跡。本發明適用于地面觀察哨空情系統，展現戰場態勢，并為地面雷達提供目標指示。

技術領域

本發明涉及一種基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法，屬于低空目標探測領域，解決低空或超低空近程機動目標的定位問題，彌補低空雷達探測盲區，適用于地面觀察哨空情系統，并為地面雷達提供目標指示。

背景技術

低空目標探測主要由低空雷達、光電復合探測設備等技術復雜的高端產品主導。此類產品價格昂貴、技術復雜、使用推廣受限等問題突出。由于電磁干擾、地球曲率和復雜地形等多種因素限制，地基雷達對低空目標發現距離短，火力單元無法在短時間內對空中目標作出有效響應。對于低空或超低空突防空襲目標，地基雷達基本無法完成空情保障，對具備隱身特性、干擾特性目標或高山叢林地區環境下，矛盾更加尖銳。激光測距測量距離有限，由于目標表面的漫反射作用，返回激光信號弱，通常僅支持3000米以內的目標，而對于機動目標，還存在測距穩定性差的問題，無法連續錄取距離參數。

目前，新型地面“觀察哨”利用數字望遠鏡和無線網絡可實時觀測目標的方位角、高低角等空情信息，并上報到指揮信息中心平臺端，但是所錄取原始數據與雷達空情相比，精度低、抖動大、非平穩，而且缺乏目標距離信息，對目標進行定位并獲取航跡亟待解決。

發明內容

為了解決觀察哨數字望遠鏡空情所錄取原始數據與雷達空情相比，精度低、抖動大、非平穩，且缺乏目標距離信息，無法直接獲取目標航跡的問題，本發明提供了一種基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法。

本發明的發明構思：

假設空中運動目標在短時間內保持水平勻速直線運動，建立地面直角坐標，如圖1所示；圖中，O點為坐標原點，取地面中心雷達站所在位置；Ox在通過原點的水平面內，指向正北方向為正；Oy垂直于水平面，指向上方為正，表征運動目標高度；Oz垂直于Ox和Oy，按照右手法則指向正東為正。O_A為觀測哨A所在的位置，O_B為觀測哨B所在的位置，并分別以O_A和O_B為原點建立地面參數坐標系。

目標水平投影和數字望遠鏡之間的連線與正北方向的夾角為方位角，記為θ；目標和數字望遠鏡之間的連線與水平面之間的夾角為高低角，記為方位角θ和高低角可利用現有的數字電子望遠鏡獲取，均為已知數據，A和B獲取的觀測數據方位角和高低角時間序列分別記為和由于觀測數據和缺乏距離信息且數據質量差，本發明建立了目標方位角和高低角的運動規律，并根據觀測數據對目標角度信息進行估計，利用估計值代替真值，采用交叉定位算法獲取目標距離信息，并采用坐標轉換最終得到目標相對于O點的航跡若存在更多的觀測哨則對兩兩交叉定位后航跡進行信息融合，有效提高航跡質量，本發明的方法流程如圖2所示。

本發明的技術方案是：

基于多觀察哨數字望遠鏡的運動目標航跡獲取方法，其特殊之處在于，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：