[發明專利]基于最小二乘法的雷達目標位置信息獲取方法、裝置、系統及介質

在審

• 申請號: 202011541314.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112799114A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 馮濤;賀越
• 申請（專利權）人: 寧波澤為科技有限公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01S13/46
• 代理公司: 杭州昱呈專利代理事務所(普通合伙) 33303
• 代理人: 雷仕榮

1.一種基于最小二乘法的雷達目標位置信息獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，利用雷達采集位于雷達球坐標系下的n個點的雷達坐標，n＞4；

S20，利用衛星導航定位系統采集位于橢球坐標系下的上述n個點的位置信息；

S30，將n個點的雷達坐標和位置信息轉換為三維笛卡爾坐標系下的坐標；

S40，利用最小二乘法確定雷達坐標和位置信息在三維笛卡爾坐標系下的轉換系數，建立三維笛卡爾坐標系下的轉換方程；

S50，將目標位于雷達球坐標系下的雷達坐標依次通過S30、S40，得到目標在三維笛卡爾坐標系下的位置信息；

S60，將三維笛卡爾坐標系下的位置信息轉換為在橢球坐標系下的位置信息。

2.根據權利要求1所述基于最小二乘法的雷達目標位置信息獲取方法，其特征在于，通過不同的轉換算法，將目標在衛星導航定位系統橢球坐標系下的位置信息轉換為適用于不同地圖的位置信息。

3.根據權利要求2所述基于最小二乘法的雷達目標位置信息獲取方法，其特征在于，所述橢球坐標系包括WGS-84坐標系、CGSC2000坐標系、北京54坐標系或西安80坐標系。

4.根據權利要求3所述基于最小二乘法的雷達目標位置信息獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101，利用雷達采集n個點的雷達坐標，n＞4；

n個點的雷達坐標為

其中，n個點是空間中的點，所采集到的雷達坐標格式為球坐標格式，d是雷達探測距離，θ是雷達探測方位角，是雷達探測俯仰角；

S102，利用衛星導航定位系統采集S101中n個點的位置信息；

n個點的位置信息為

其中，位置信息為n個點在橢球坐標系下的坐標，(λ，φ，h)，λ是經度，φ是緯度，h是高度；

S103，將n個點的雷達坐標和位置信息轉換為三維笛卡爾坐標系下的坐標；

其中，利用球坐標系與三維笛卡爾坐標系的轉換公式將n個點位于球坐標系下的雷達坐標轉換為位于三維笛卡爾坐標系下的雷達坐標，(x₁₁，y₁₁，z₁₁)，…(x_1i，y_1i，z_1i)，…(x_1n，y_1n，z_1n)；

其中，利用橢球坐標系與三維笛卡爾坐標系的轉換公式將n個位于橢球坐標系下的位置信息轉換為位于三維笛卡爾坐標系下的位置信息，(x₂₁，y₂₁，z₂₁)，…(x_2i，y_2i，z_2i)，…(x_2n，y_2n，z_2n)；

S104，利用最小二乘法計算雷達坐標和位置信息在三維笛卡爾坐標系下的轉換系數，建立三維笛卡爾坐標系下的轉換方程；

三維笛卡爾坐標系下的轉換方程為：

其中，有12個待確定的轉換系數，分別是Δx、Δy、Δz、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃；(x₁，y₁，z₁)是三維笛卡爾坐標系下的雷達坐標，(x₂，y₂，z₂)是三維笛卡爾坐標系下的位置信息；

上述公式的等價表達為：

設：

根據最小二乘法，計算X＝(N^TN)^-1N^TM，其中，

計算得出轉換系數Δx、Δy、Δz、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃，建立轉換方程；

S105，將目標的雷達坐標轉換為目標在三維笛卡爾坐標系下的位置信息；

首先，將目標的雷達坐標通過球坐標系與三維笛卡爾坐標系的轉換公式，轉換為三維笛卡爾坐標系下的坐標(x_{1_target}，y_{1_target}，z_{1_target})；

然后，通過轉換方程將其轉換為三維笛卡爾坐標系下的位置信息(x_{2_target}，y_{2_target}，z_{2_target})；

S106，將S105獲得的目標在三維笛卡爾坐標系下的位置信息轉換為在橢球坐標系下的位置信息；

利用三維笛卡爾坐標系與橢球坐標系的轉換公式將目標在三維笛卡爾坐標系下的位置信息(x_{2_target}，y_{2_target}，z_{2_target})轉換為在橢球坐標系下的位置信息(λ_target，φ_target，h_target)。