[發明專利]機場跑道異物探測系統中目標對象位置信息獲取方法

在審

• 申請號: 202210985979.7
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115542314A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 趙子倫;常虹;劉勇;董斐;周陽;劉天旭
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01S19/41
• 代理公司: 北京艾緯鉑知識產權代理有限公司 16101
• 代理人: 高會允

本發明公開了一種基于移動式機場跑道異物探測系統的目標位置獲取方法，該方法通過探測雷達信息與差分GPS信息相結合，在不停止探測雷達移動的過程中對已有信息進行坐標轉換及補償，最終達成精確定位目標位置的目的。本發明可應用于移動式機場跑道異物探測系統，采用基準GPS信息與探測雷達信息融合，通過對坐標變換的誤差補償形成機場跑道微小異物的位置信息獲取，更大程度上為機場異物清理及定位提供信息指導。

技術領域

本發明涉及機場跑道探測技術領域，具體涉及一種機場跑道異物檢測系統中目標對象位置信息獲取方法。

背景技術

近年來，為了解決人工巡查機場跑道異物質量效率低下的問題，國內外多個機場開始采用自動化機場跑道異物探測系統。從安裝架設方式上，主流機場跑道異物探測系統分為固定式和移動式兩類。

固定式探測系統的特點是能夠全天時全天候工作，但是需要安裝架設在固定地點，單套設備能覆蓋的跑道范圍有限，整條跑道的建設成本高昂，中小機場難以承受。移動式探測系統的特點是探測雷達安裝架設在車上，隨著車的移動進行機場跑道異物探測，雖然不能夠全天時全天候探測，但是使用方式靈活，安裝維護簡單，一套設備即可完成整條跑道的探測，建設成本低，適合大多數中小機場使用。

當前，移動式機場跑道異物探測雷達主要有兩種技術路線，一種是以美國機場跑道異物Finder為代表的前視型雷達，采用調頻連續波方案(FMCW)，雷達發射電磁波與車輛行駛方向一致。另外一種是以某研究所產品為代表的側視型雷達，采用調頻連續波合成孔徑方案(FMCW-SAR),發射電磁波與車輛行駛方向垂直。側視型機場跑道異物探測雷達在目標定位精度和虛警抑制方面比前視型有明顯優勢，但是掃描過程中不能停車，檢測流程和清掃流程需要分開。無論是哪種系統，都要求把檢測到的目標和車輛實時位置信息以機場常用的坐標格式提供給機場工作人員，便于其規劃清理路線，快速開展清理工作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了機場跑道異物檢測系統中目標對象位置信息獲取方法，能夠是將目標和車輛行駛軌跡在車內用戶顯示界面的跑道示意圖上正確且實時顯示。

為達到上述目的，本發明的技術方案包括如下步驟：

步驟1：獲取機場跑道、目標和車輛的GPS信息。

步驟2：將機場跑道邊緣的經緯度信息，通過墨卡托投影轉化到平面坐標；對墨卡托投影進行優化，在跑道上選取一個頂點A作為第一參考點，對跑道邊緣平面坐標做平移處理，使頂點A落在P坐標系上并且獲得坐標平移參數；以頂點A在跑道一邊的相鄰點B為第二參考點，對跑道邊緣平面坐標做旋轉處理，使AB邊與P坐標系重合并且獲得坐標旋轉參數；同時將A點作為起點，獲得跑道PH坐標系，P坐標垂直于跑道中心線，H坐標平行于跑道中心線。

步驟3：利用坐標平移參數、坐標旋轉參數以及跑道PH坐標系，將目標和車輛的GPS信息進行轉換得到目標的PH坐標以及車輛行駛軌跡的PH坐標。

進一步地，步驟1中采用如下具體方式獲取機場跑道、目標和車輛的GPS信息：

采用信號處理機在雷達掃描探測過程中不斷獲取雷達回波數據進行預處理，同時接收GPS信息，并將GPS信息打包裝入雷達目標預處理結果數據幀內，一起發送給數據分析服務器。

采用數據分析服務器進一步對數據幀進行分析，如果目標超過檢測門限，則該數據幀內的目標和GPS坐標就會發送給顯控終端；由于同一個數據幀內GPS信息和雷達目標信息是在同一時刻獲取，因此該數據幀的GPS信息即為探測到目標時刻的雷達GPS坐標；目標極坐標和雷達GPS坐標通過常規坐標轉換，即可得到目標的GPS坐標。

進一步地，步驟2中的機場跑道邊緣的經緯度信息，采用如下方式得到：根據機場跑道的GPS信息，利用差分GPS標定機場跑道檢測區域范圍，獲取跑道邊緣的經緯度信息。

進一步地，步驟3之前，還包括對車輛的GPS信息做平滑濾波處理。