一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法与系统技术方案

一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，包括以下步骤：提供一个包括雷达和被测目标的无线射频中继传输雷达标定系统；雷达发送探测信号；射频中继传输处理任务荷载接收探测信号并转发至被测目标；被测目标接收到射频中继传输处理任务荷载转发的探测信号并进行信号反馈；射频中继传输处理任务荷载接收反馈信号并将反馈信号转发至雷达；雷达接收到反馈信号，得到被测目标的测量位置信息；测量被测目标的真值位置，得到真值位置信息；将被测目标的测量位置信息和真值位置信息进行差值处理，得到误差信息；用误差信息对雷达进行校准处理，完成标定过程。本发明专利技术具有以下有益效果：信号源可以放在地面，便于控制信号的延时、多普勒频移等参数。

Radar calibration method and system based on radio frequency relay transmission technology

A calibration method of wireless radio relay transmission technology based on radar, which comprises the following steps: providing a wireless RF relay transmission and radar target radar calibration system; sending detection signal; RF relay transmission processing task load receives the detection signal and is transmitted to the measured target; the measured target received RF relay transmission processing tasks load forwarding detection signal and feedback signal; RF relay transmission processing task load receives the feedback signal and the feedback signal is transmitted to the radar; radar receives the feedback signal, measured position information of the measured target; the true value of the measured target position measurement, get the true value of the position information of the measured target; the position information and measurement of true value difference location information, get the error information; calibration of radar error information Finish the calibration process. The invention has the following beneficial effects: the signal source can be placed on the ground, and the parameters such as the time delay of the signal and the Doppler frequency shift can be conveniently controlled.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法与系统
本专利技术属于雷达标定领域，具体为一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定系统和方法。
技术介绍
雷达标定是指将雷达探测获得的目标测量值和目标位置真值进行数据比较，计算距离和角度测量误差的过程。利用该误差可以对雷达的探测数据进行进一步校准。雷达标定是保证雷达探测精度的重要措施。根据标定时被测目标(一般为合作目标)是否运动，雷达标定可分为静态标定和动态标定。静态标定主要是验证雷达自身的系统误差情况；动态标定主要是检验雷达的动态航迹跟踪性能。常用的静态标定方法主要有标校塔标定方法及机械标校架方法，一般是在标校塔/机械标校架顶部安装角形反射器(通过增大雷达反射面积增强反射信号)或具有储频延时转发功能的应答信号源，雷达通过探测角形反射器/信号源，获得角形反射器/信号源目标的测量值，再与反射器/信号源目标的位置真值进行对比分析雷达探测误差。作为一种有源标定方法，应答信号源方式可设置不同的延时，模拟产生不同距离段的目标，也可对模拟目标加入多普勒频移产生模拟的运动速度，使雷达在“动目标跟踪”工作模式下也可以进行标定。相对于角形反射器方式，应答信号源方法有诸多优势，可以验证部分动态跟踪性能，在雷达标校中应用越来越广泛。标校塔标定方法及机械标校架标定方法的工作环境对周围地物都有较严格的要求。其中，标校塔建造具有位置固定、建造费用高、高度有限等缺点；机械标校架虽可以设计成移动标校车的形式，但依然具有费用高、高度愈加有限等缺点。动态标定方法主要有军机标定方法、气球标定方法、飞艇标定方法、民航飞机广播式自动相关监视系统(ADS-B)标定方法以及民用船舶自动识别系统(AIS)标定方法。其中，军机标定方法是通过在军机上加装高精度GPS获得军机的位置真值，然后与雷达对军机的测量值进行比较计算标定误差。军机标定方法受兵力调动、空域管制、天气等因素影响，具有申请程序繁琐、试验限制多、航路调整困难、周期长、费用高等缺点；气球标定方法和飞艇标定方法类似，气球或飞艇的升空都需要向航管部门进行申请，而且具有机动性能差、容易受风影响、无法进行航路规划、回收复杂等缺点；民航飞机标定方法需要应答式接收民航飞机的自动相关监视系统广播(ADS-B)，该广播报文中包含了飞机的位置信息和姿态信息，可与雷达探测到的目标信息进行对比完成标定，是一种比较方便经济的标定方法，但是民航飞机的数据精度差、稳定性差，无法进行高精度标定，且受民航飞机的航路约束；民用船舶标定方法与飞机标定方法相类似，都是利用民用非合作目标提供的目标位置信息和雷达测量的数据进行对比分析完成标定。在民用船舶标定方法中，是通过接收民用船舶自动识别系统(AIS)广播来获得船舶的位置信息，但是该方法同样具有精度差、不稳定、无法进行雷达仰角标定等缺点。综上所述，以上各种标定方法都存在不足。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定系统和方法，通过对雷达电磁波信号、被测目标反馈信号进行中继来实现标定的雷达标定系统。具体技术方案如下：一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，包括以下步骤：S100：提供一个包括雷达和被测目标的无线射频中继传输雷达标定系统，其中，所述系统还包括射频中继传输处理任务荷载，射频中继传输处理任务荷载位于可升高的搭载平台上，用于实现雷达与被测目标之间的无线信号转发；S200：雷达向射频中继传输处理任务荷载发送探测信号；S300：射频中继传输处理任务荷载接收探测信号并将探测信号转发至被测目标；S400：被测目标接收到射频中继传输处理任务荷载转发的探测信号，对转发的探测信号进行信号反馈，向射频中继传输处理任务荷载发送反馈信号；S500：射频中继传输处理任务荷载接收反馈信号并将反馈信号转发至雷达；S600：雷达接收到反馈信号，得到被测目标的测量位置信息；S700：测量被测目标的真值位置，得到真值位置信息；S800：将被测目标的测量位置信息和真值位置信息进行差值处理，得到误差信息；S900：用误差信息对雷达进行校准处理，完成标定过程。进一步的，所述步骤S300中，还包括信号处理过程，中继传输处理任务荷载在接收到探测信号后，对探测信号进行放大处理之后再转发至被测目标。进一步的，所述步骤S400中，还包括对反馈信号的信号处理过程，对反馈信号进行信号延时处理和/或多普勒频移处理之后再发送至中继传输处理任务荷载。进一步的，所述步骤S500中，还包括信号处理过程，中继传输处理任务荷载接收到初始反馈信号后，对初始反馈信号进行放大处理在转发至雷达。进一步的，步骤S700中得到真值位置信息的方法为：S701：分别测量雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的位置数据(Jn,Wn,Hn)，n＝1,2,3,4，所述真值位置坐标中,J、W、H分别为经度、纬度和高程，分别表示雷达位置数据(J3,W3,H3)、被测目标位置数据(J1,W1,H1)、射频中继传输任务荷载位置数据(J2,W2,H2)和差分基站的位置数据(J4,W4,H4)；S702：分别将雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的真值位置信息与差分基站的真值位置数据进行差分处理，分别得到雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的坐标值(ΔJ3,ΔW3,ΔH3)、(ΔJ1,ΔW1,ΔH1)和(ΔJ2,ΔW2,ΔH2)；S703：通过对得到射频中继传输任务荷载与被测目标的坐标值(ΔJ1,ΔW1,ΔH1)和(ΔJ2,ΔW2,ΔH2)的计算，得到射频中继传输任务荷载与被测目标之间的距离L；S704：计算射频中继传输任务荷载的真值位置信息(R0，A0，E0)，其中，R0为任务载荷在雷达坐标系中的距离，A0为任务载荷在雷达坐标系中的方位，E0为任务载荷在雷达坐标系中的仰角；S705：计算被测目标的真值位置信息其中，进一步的，步骤S703得到射频中继传输任务荷载与被测目标之间的距离L的方法为：(1)分别计算被测目标和射频中继传输任务荷载在地心直角坐标系中的坐标(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)，其中，e为地球的第一偏心率，N为目标所在位置的曲率半径，具体计算方法如下：其中，a为地球长半轴，b为短半轴。其中，e为地球的第一偏心率，N为目标所在位置的曲率半径，具体计算方法如下：其中，a为地球长半轴，b为短半轴。(2)计算射频中继传输任务荷载与被测目标之间的距离L：其中，(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)分别为被测目标和射频中继传输任务荷载在地心直角坐标系中的坐标。进一步的，步骤S704中得到射频中继传输任务荷载的真值位置信息(R0，A0，E0)的方法为：其中，x、y、z具体为x＝(cosΔW3sinΔW2-sinΔW3cosΔW2cos(ΔJ2-ΔJ3))·(N2+ΔH2)+e·cosΔW3·(N1sinΔW3-N2sinΔW2)y＝cosΔW2·(N2+ΔH2)·sin(ΔJ2-ΔJ3)z＝(cosΔW3cosΔW2cos(ΔJ2-ΔJ3)+sinΔW3sinΔW2)·(N2+ΔH2)+e·sinΔW3·(N1sinΔW3-N2sinΔW2)-(N1+ΔH3)其中，e为地球的第一偏心率，N为目标所在位置的曲率半径，具体计算方法如下：一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，包括以下步骤：S100：提供一个包括雷达和被测目标的无线射频中继传输雷达标定系统，其中，所述系统还包括射频中继传输处理任务荷载，射频中继传输处理任务荷载位于可升高的搭载平台上，用于实现雷达与被测目标之间的无线信号转发；S200：雷达向射频中继传输处理任务荷载发送探测信号；S300：射频中继传输处理任务荷载接收探测信号并将探测信号转发至被测目标；S400：被测目标接收到射频中继传输处理任务荷载转发的探测信号，对转发的探测信号进行信号反馈，向射频中继传输处理任务荷载发送反馈信号；S500：射频中继传输处理任务荷载接收反馈信号并将反馈信号转发至雷达；S600：雷达接收到反馈信号，得到被测目标的测量位置信息；S700：测量被测目标的真值位置，得到真值位置信息；S800：将被测目标的测量位置信息和真值位置信息进行差值处理，得到误差信息；S900：用误差信息对雷达进行校准处理，完成标定过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，包括以下步骤：S100：提供一个包括雷达和被测目标的无线射频中继传输雷达标定系统，其中，所述系统还包括射频中继传输处理任务荷载，射频中继传输处理任务荷载位于可升高的搭载平台上，用于实现雷达与被测目标之间的无线信号转发；S200：雷达向射频中继传输处理任务荷载发送探测信号；S300：射频中继传输处理任务荷载接收探测信号并将探测信号转发至被测目标；S400：被测目标接收到射频中继传输处理任务荷载转发的探测信号，对转发的探测信号进行信号反馈，向射频中继传输处理任务荷载发送反馈信号；S500：射频中继传输处理任务荷载接收反馈信号并将反馈信号转发至雷达；S600：雷达接收到反馈信号，得到被测目标的测量位置信息；S700：测量被测目标的真值位置，得到真值位置信息；S800：将被测目标的测量位置信息和真值位置信息进行差值处理，得到误差信息；S900：用误差信息对雷达进行校准处理，完成标定过程。2.根据权利要求1所述的基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤S300中，还包括信号处理过程，中继传输处理任务荷载在接收到探测信号后，对探测信号进行放大处理之后再转发至被测目标。3.根据权利要求1所述的基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤S400中，还包括对反馈信号的信号处理过程，对反馈信号进行信号延时处理和/或多普勒频移处理之后再发送至中继传输处理任务荷载。4.根据权利要求1所述的基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，其特征在于，所述步骤S500中，还包括信号处理过程，中继传输处理任务荷载接收到初始反馈信号后，对初始反馈信号进行放大处理在转发至雷达。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，其特征在于，步骤S700中得到真值位置信息的方法为：S701：分别测量雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的位置数据(Jn,Wn,Hn)，n＝1,2,3,4，所述真值位置坐标中,J、W、H分别为经度、纬度和高程，分别表示雷达位置数据(J3,W3,H3)、被测目标位置数据(J1,W1,H1)、射频中继传输任务荷载位置数据(J2,W2,H2)和差分基站的位置数据(J4,W4,H4)；S702：分别将雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的真值位置信息与差分基站的真值位置数据进行差分处理，分别得到雷达、被测目标和射频中继传输任务荷载的坐标值(ΔJ3,ΔW3,ΔH3)、(ΔJ1,ΔW1,ΔH1)和(ΔJ2,ΔW2,ΔH2)；S703：通过对得到射频中继传输任务荷载与被测目标的坐标值(ΔJ1,ΔW1,ΔH1)和(ΔJ2,ΔW2,ΔH2)的计算，得到射频中继传输任务荷载与被测目标之间的距离L；S704：计算射频中继传输任务荷载的真值位置信息(R0，A0，E0)，其中，R0为任务载荷在雷达坐标系中的距离，A0为任务载荷在雷达坐标系中的方位，E0为任务载荷在雷达坐标系中的仰角；S705：计算被测目标的真值位置信息其中，6.根据权利要求5所述的基于无线射频中继传输技术的雷达标定方法，其特征在于，步骤S703得到射频中继传输任务荷载与被测目标之间的距离L的方法为：(1)分别计算被测目标和射频中继传输任务荷载在地心直角坐标系中的坐标(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)，其中，e为地球的第一偏心率，N为目标所在位置的曲率半径，具体计算方法如下：其中，a为地球长半轴，b为短半轴。其中，e为地球的第一偏心率，N为目标所在位置的曲率半径，具体计算方法如下：其中，a为地球长...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭剑辉，
申请(专利权)人：郭剑辉，
类型：发明
国别省市：江苏,32