基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法，解决低空超低空近程机动目标的定位问题，以弥补低空雷达探测盲区。针对“观察哨”数字望远镜空情受多种因素影响，信息精度低、离散性大等问题，本发明专利技术从多源空情信息融合的角度出发，方法建立了目标运动规律数学模型，在此基础上，以估计值代替观测数据，采用最小二乘交叉定位算法估计目标距离信息，从而获得目标航迹。本发明专利技术适用于地面观察哨空情系统，展现战场态势，并为地面雷达提供目标指示。

Track acquisition method of moving target based on multi observation post digital telescope

【技术实现步骤摘要】
基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法
本专利技术涉及一种基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法，属于低空目标探测领域，解决低空或超低空近程机动目标的定位问题，弥补低空雷达探测盲区，适用于地面观察哨空情系统，并为地面雷达提供目标指示。
技术介绍
低空目标探测主要由低空雷达、光电复合探测设备等技术复杂的高端产品主导。此类产品价格昂贵、技术复杂、使用推广受限等问题突出。由于电磁干扰、地球曲率和复杂地形等多种因素限制，地基雷达对低空目标发现距离短，火力单元无法在短时间内对空中目标作出有效响应。对于低空或超低空突防空袭目标，地基雷达基本无法完成空情保障，对具备隐身特性、干扰特性目标或高山丛林地区环境下，矛盾更加尖锐。激光测距测量距离有限，由于目标表面的漫反射作用，返回激光信号弱，通常仅支持3000米以内的目标，而对于机动目标，还存在测距稳定性差的问题，无法连续录取距离参数。目前，新型地面“观察哨”利用数字望远镜和无线网络可实时观测目标的方位角、高低角等空情信息，并上报到指挥信息中心平台端，但是所录取原始数据与雷达空情相比，精度低、抖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)获取观测数据：/n利用多个不同坐标的数字望远镜连续跟踪同批运动目标，分别获取观测数据并传送至指挥信息中心平台端；所述观测数据包括目标的实时方位角θ和高低角

【技术特征摘要】
1.基于多观察哨数字望远镜的运动目标航迹获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)获取观测数据：
利用多个不同坐标的数字望远镜连续跟踪同批运动目标，分别获取观测数据并传送至指挥信息中心平台端；所述观测数据包括目标的实时方位角θ和高低角
步骤2)基于各数字望远镜获取的观测数据，分别建立运动目标的角度信息变化规律：
2.1)若运动目标为非小航路捷径目标，所述角度信息变化规律包括方位角变化规律和高低角变化规律；
方位角的变化规律：
θ＝arctan[a(t-tx)]+θx
高低角的变化规律：



式中：
{a,tx,θx}为目标的方位角变化规律参数，假设目标运动状态保持不变，{a,tx,θx}三个参数为常量；
a＝v/rx，v为目标的速度，rx为目标航路捷径；
tx为目标飞行至航路捷径处所对应的时刻；
θx为目标相对于数字望远镜的航路捷径处所对应的方位角参数；
{a,b,tx}为目标的高低角变化规律参数；
t为对运动目标观测的时间变量；
2.2)若运动目标为小航路捷径目标，所述角度信息变化规律为高低角的变化规律：



式中：
{c,d,tx}为目标的高低角变化规律参数，若目标保持平直匀速飞行，这些参数则为常数；
t为对运动目标观测的时间变量；
tx为目标飞行至航路捷径处所对应的时刻；
步骤3)求解目标的角度变化规律参数：
基于观测数据，利用LM列文伯格-马夸尔特算法，对于非小航路捷径目标，估计参数{a,tx,θx}，{a,b,tx}；对于小航路捷径目标，估计参数{c,d,tx}；
步骤4)计算估计值；
4.1)若运动目标为非小航路捷径目标：
将步骤3)估计的参数{a,tx,θx}和{a,b,tx}带入步骤2.1)中相应的角度变化规律公式，分别计算各数字望远镜所获取观测数据中的方位角在时刻t的估计值和高低角在时刻t的估计值
4.2)若运动目标为小航路捷径目标：
将步骤3)估计的参数{c,d,tx}带入步骤2.2)中相应的角度变化规律公式，分别计算各数字望远镜所获取观测数据中的高低角在时刻t的估计值
步骤5)交叉定位
5.1)若运动目标为非小航路捷径目标：
在所述多个不同坐标的数字望远镜中任意选取两个数字望远镜A和B，对所选取的两个数字望远镜A和B所对应的目标方位角和高低角估计值进行交叉定位，得到目标斜距RA或RB；
5.2)若运动目标为小航路捷径目标：
在所述多个不同坐标的数字望远镜中任意选取两个数字望远镜A和B，对所选取的两个数字望远镜A和B所对应的目标方位角的观测值和高低角的估计值进行交叉定位，得到目标斜距RA或RB；
步骤6)计算运动目标相对于地面中心雷达的坐标：
6.1)若运动目标为非小航路捷径目标：
以地面中心雷达为坐标原点构建地面参数直角坐标系，利用目标相对于数字望远镜A或B的方位角估计值、高低角估计值和斜距计算目标在所述地面参数直角坐标系中的坐标：



或



式中：(x,y,z)为目标在所述地面参数直角坐标系中的坐标；(xA,yA,zA)为数字望远镜A的地面坐标；和分别为目标相对于数字望远镜A的方位角和高低角估计值；(xB,yB,zB)为数字望远镜B的坐标，和分别为目标相对于数字望远镜B的方位角和高低角估计值；
6.2)若运动目标为小航路捷径目标：
以地面中心雷达为坐标原点构建地面参数直角坐标系，利用目标相对于数字望远镜A或B的方位角观测值、高低角估计值和斜距计算目标在所述地面参数直角坐标系中的坐标：



或



式中：(x,y,z)为目标坐标；(xA,yA,zA)为数字望远镜A的坐标；θA为目标相对于数字望远镜A的方位角的观测值，为目标相对于数字望远镜A的高低角的估计值；(xB,yB,zB)为数字望远镜B的坐标，θB为目标相对于数字望远镜B的方位角的观测值，为目标相对于数字望远镜B的高低角的估计值；
步骤7)获取运动目标航迹；
计算运动目标相对于地面中心雷达的方位角、高低角和斜距时间序列，从而得到运动目标航迹；
目标相对于地面中心雷达的方位角计算公式为：



目标相对于地面中心雷达的高低角计算公式为：



目标相对地面中心雷达的斜距计算公式为：



上述目标相对于地面中心雷达的方位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬卓，陈杰生，徐刚，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61