一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法技术

本发明专利技术公开了一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，所述雷达性能测试评估方法包括以下几个步骤：采集情报数据、建立运动模型、非线性拟合、求解运动方程与非线性拟合计算、数据整合对比。本发明专利技术克服现有雷达装备性能评估需第三方参与的局限性，实现单体自测自评的功能，提高雷达装备本身BIT功能，研究成果不仅可以用于雷达性能评估，还可以用于开发建立模型用于装备其他参数的性能评估。

A method of radar performance test and evaluation without third party data

The invention discloses a method for testing and evaluating radar performance without third party data. The method comprises the following steps: collecting intelligence data, establishing motion model, non-linear fitting, solving motion equation and non-linear fitting calculation, data integration and comparison. The invention overcomes the limitation that the performance evaluation of existing radar equipment needs the participation of a third party, realizes the function of self-test and self-evaluation of a single unit, and improves the BIT function of the radar equipment itself. The research results can be used not only for radar performance evaluation, but also for developing and establishing models for performance evaluation of other parameters of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法
本专利技术涉及数据处理领域，特别是一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法。
技术介绍
雷达测量精度是雷达的一项重要战技指标，一般情况下，为检验和评估一部雷达的探测精度和系统性能是否符合设计指标要求，目前普遍采用实测法进行试验。精度试验的基本方法是比较法，即利用军用飞机作为合作目标，按照一定的航路飞行，同时在军用飞机上加装差分GPS记录飞行航迹作为真值，被测雷达通过对目标进行连续的跟踪测量，再和差分GPS记录下的数据进行比较和统计，求出被测雷达的精度。上述方法虽然比较成熟，但有一定的缺陷：1）受到飞行调动和空中管制等因素限制；2）投资大、费用高、实施难度大；3）评定组织工作繁杂，观测周期长；4）影响试验进度和部队训练任务；5）不适合雷达交付部队和大修厂使用。这些不足严重限制了它的广泛应用，同时也给我们提出了一个新的技术问题：能否寻找到一种简易有效的方法来检查和标校雷达，同时又容易被掌握和实施。
技术实现思路
基于此，针对上述问题，本专利技术提供一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，本专利技术克服现有雷达装备性能评估需第三方参与的局限性，实现单体自测自评的功能，提高雷达装备本身BIT功能，研究成果不仅可以用于雷达性能评估，还可以用于开发建立模型用于装备其他参数的性能评估。本专利技术的技术方案是：一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，所述雷达性能测试评估方法包括以下几个步骤：采集情报数据：获取雷达装备数据中的距离、方位、高度和时间数据；建立运动模型：设定雷达设备的位置为坐标原点，在时刻t，其相对于原点O的坐标为，在不考虑随机干扰的情况下，目标的n阶微分多项式运动模型为：其中，表示目标在时刻的坐标，是运动目标的基本运动模型表达式；非线性拟合：根据运动模型方程，求解出目标的实际运动点迹，通过运动点迹进行相关拟合从而得到非线性运动航迹模型，及目标的实际运动航迹，通过对非线性拟合方程的推估与计算，从而得出目标的实际理想航迹信息参数。进一步的，在本专利技术中，设定目标在空中的运动状态包括匀速、匀加速和协调转弯三种类型。进一步的，在本专利技术中，当运动状态为匀速类型时，建立的匀速模型为：设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：其中为离散型的状态转移矩阵，为噪声系数矩阵，是离散白噪声序列；状态转移矩阵为：噪声系数矩阵为：。进一步的，在本专利技术中，当运动状态为匀加速类型时，建立的匀加速模型为：设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：状态转移矩阵为：式中噪声系数矩阵为：式中，，为采样时间。进一步的，在本专利技术中，当运动状态为协调转弯类型时，建立的协调转弯模型为：对于已知的转弯运动，设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：状态转移矩阵为：式中：噪声系数矩阵为：式中，，为运动角速度，若表示左转弯，表示右转弯，表示匀速直线运动。本专利技术的有益效果是：（1）可有效解决雷达装备日常维护情况下对装备性能评估手段缺乏问题，实现基于雷达装备本身情报数据的性能评估；（2）在同一时刻对多组雷达情报数据进行非线性运动方程进行计算融合，得到雷达误差的最优估计值，该最优估计值远远优于雷达自身误差精度；（3）克服现有雷达装备性能评估需第三方参与的局限性，实现单体自测自评的功能，提高雷达装备本身BIT功能，研究成果不仅可以用于雷达性能评估，还可以用于开发建立模型用于装备其他参数的性能评估。附图说明图1为本专利技术的距离拟合仿真的图；图2为本专利技术方位角拟合仿真的图；图3为本专利技术俯仰角拟合仿真的图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例：一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，请参阅附图1-附图3所示，所述雷达性能测试评估方法包括以下几个步骤：采集情报数据：获取雷达装备数据中的距离、方位、高度和时间数据；建立运动模型：设定雷达设备的位置为坐标原点，在时刻t，其相对于原点O的坐标为，在不考虑随机干扰的情况下，目标的n阶微分多项式运动模型为：其中，表示目标在时刻的坐标，是运动目标的基本运动模型表达式；非线性拟合：根据运动模型方程，求解出目标的实际运动点迹，通过运动点迹进行相关拟合从而得到非线性运动航迹模型，及目标的实际运动航迹，通过对非线性拟合方程的推估与计算，从而得出目标的实际理想航迹信息参数。无需第三方数据的雷达性能测试评估方法首先提取雷达装备上报数据中的距离、方位、高度、时间等探测数据，在结合雷达装备的自身系统差和定位数据，通过求解误差计算方程实现距离、方位、高度等准备主要参数的评估。由于在非战时情况下雷达装备在日常训练和测试时都是采用跟踪搜索民航航班为假定目标，通过民航目标的相关信息进行训练测试，由于民航航班在日常正常飞行的情况下其航线、航向是相对固定，民航航班的航速相对稳定或是匀加速状态，在一定的距离以内可以假设民航目标运动状态保持稳定不变。因此可以采用雷达跟踪民航目标得到情报数据，由雷达装备自身情报数据进行性能评估的新技术----无需第三方数据的雷达性能测试评估技术。通过对情报数据进行非线性数据拟合并建立目标运动模型以及基于目标运动模型的目标运动状态变换方程。通过相关推导建立离散采样情况下的目标运动状态转移方程，求解目标运动状态转移方程获得雷达装备的相关效能参数，从而达到对雷达装备的性能评估。相关模型方程建立过程如下：假设雷达装备位于坐标原点。在笛卡尔坐标系中，对于三维空间运动的目标，在时刻t，其相对于原点O的坐标为。在不考虑随机干扰的情况下，目标的n阶微分多项式运动模型为：(公式1)其中，表示目标在时刻的坐标，；该表达式是运动目标的基本运动模型表达式，以此为基础，进行发散思考，对运动目标的运动状态分为三大类：匀速、匀加速、协调转弯三种情况，通过对这三种情况进行分析处理计算出运动目标的运动参数，从而拟合出目标的理想运动轨迹（非线性轨迹）。因民航航班在实际飞行过程中运动状态相对稳定，基本可以分为三大类匀速、匀加速、协调转弯三类情况，所以民航目标的整体运动轨迹是非线性的，根据运动目标的运动类型不同分别建立运动目标模型方程如下：（1）匀速模型匀速模型适用于目标做匀速运动，设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：（公式2）其中为离散型的状态转移矩阵，为噪声系数矩阵，是离散白噪声序列。状态转移矩阵为：（公式3）噪声系数矩阵为：（公式4）（2）匀加速模型匀加速模型适用于目标做匀加速运动，设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：（公式5）状态转移矩阵为：（公式6）式中（公式7）噪声系数矩阵为：（公式8）式中，，为采样时间。（3）协调转弯模型协调转弯模型适用于目标做角速度恒定的转弯运动，对于已知的转弯运动，设目标的状态向量为，则目标运动的状态方程可表示为：（公式9）状态转移矩阵为：（公式10）式中（公式11）噪声系数矩阵为：（公式12）式中，，为运动角速度。若表示左转弯，表示右转弯，表示匀速直线运动。依据相关运动模型方程，求解出民航目标的实际运动点迹，通过运动点迹进行相关拟合从而得到非线性运动航迹模型，及民航目标的实际运动航迹，通过对非线性拟合方程的推估与计算，从而得出民航目标的实际理想航迹信息参数，通过拟合数据与实际情报数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，其特征在于，所述雷达性能测试评估方法包括以下几个步骤：采集情报数据：获取雷达装备数据中的距离、方位、高度和时间数据；建立运动模型：设定雷达设备的位置为坐标原点，在时刻t，其相对于原点O的坐标为(xt，yt，zt)，在不考虑随机干扰的情况下，目标的n阶微分多项式运动模型为：

【技术特征摘要】
1.一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，其特征在于，所述雷达性能测试评估方法包括以下几个步骤：采集情报数据：获取雷达装备数据中的距离、方位、高度和时间数据；建立运动模型：设定雷达设备的位置为坐标原点，在时刻t，其相对于原点O的坐标为(xt，yt，zt)，在不考虑随机干扰的情况下，目标的n阶微分多项式运动模型为：其中，(x0，y0，z0)：表示目标在t0时刻的坐标，是运动目标的基本运动模型表达式；非线性拟合：根据运动模型方程，求解出目标的实际运动点迹，通过运动点迹进行相关拟合从而得到非线性运动航迹模型，及目标的实际运动航迹，通过对非线性拟合方程的推估与计算，从而得出目标的实际理想航迹信息参数。2.根据权利要求1所述一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，其特征在于，设定目标在空中的运动状态包括匀速、匀加速和协调转弯三种类型。3.根据权利要求1或2所述一种无需第三方数据的雷达性能测试评估方法，其特征在于，当运动状态为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱玲，
申请(专利权)人：合肥戎科信息技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34