[發明專利]基于單觀察哨數字望遠鏡的小航路捷徑運動目標航跡獲取方法

有效

• 申請號: 201911066472.6
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110672117B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張敬卓;陳杰生;韓冰
• 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單觀察哨數字望遠鏡的小航路捷徑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。“觀察哨”手持數字望遠鏡錄取原始空情，原始空情僅包含方位角、高低角兩坐標信息，且信息數據存在較大誤差。本發明首先利用方位角信息判斷小航路捷徑目標，然后建立小航路捷徑目標高低角變化規律數學模型，利用高低角觀測值，采用非線性函數擬合算法估計目標高低角變化參數，在目標運動規律基礎上，估計目標真實高低角，進一步對目標距離進行估計，從而獲得目標航跡。本發明適用于地面觀察哨空情系統，為地面雷達提供目標指示。

技術領域

本發明涉及一種基于單觀察哨數字望遠鏡的小航路捷徑運動目標航跡獲 取方法，屬于低空目標探測領域，解決低空、超低空近程小航路捷徑飛行機 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， 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 的原始數據精度低、抖動大、非平穩，而且缺乏目標距離信息，對于小航路 捷徑運動目標，錄取的方位角變化很小，甚至不發生變化，獲取目標運動規 律只能利用高低角一維目標信息，對目標進行定位并獲取航跡亟待解決。

發明內容

為了解決目前地面“觀察哨”基于數字望遠鏡獲取的小航路捷徑運動目 標空情信息中，缺乏目標距離信息，以致無法獲取運動目標航跡的技術問題， 本發明提供了一種基于單觀察哨數字望遠鏡的小航路捷徑運動目標航跡獲取 方法。

本發明的發明構思：

空中目標相對于觀察哨小航路捷徑飛行，假設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， 為觀察哨所在位置；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。

圖1中，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和高低角均為已知參數，可利用數字電子望遠鏡獲取，得 到方位角時間序列θ＝{θ₁,θ₂,…,θ_n}和高低角時間序列目標斜距 R為未知參數，是本發明重點求解的目標參數，若求解得到觀測相應時刻目 標的距離信息R，則確定了目標的航跡R＝{R₁,R₂,…,R_n}。

由于目標小航路捷徑飛行，當目標距離較遠時，目標的方位角變化不明 顯，當航路捷徑為零，目標的方位角則不發生變化，只能利用高低角一維空 情信息。本發明給出了目標高低角變化規律函數表達式，并利用高低角觀測 數據進行非線性函數參數估計的思路確定了目標高低角變化規律，并進一步 估計得到目標的斜距，從而獲取目標航跡。

本發明的技術方案是：

基于單觀察哨數字望遠鏡的小航路捷徑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)利用數字望遠鏡連續跟蹤運動目標，獲取觀測數據傳送至指揮信 息中心平臺端；所述觀測數據包括運動目標的實時方位角θ和高低角