获取雷达探测目标大地坐标的方法、装置、系统及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种获取雷达探测目标大地坐标的方法、装置、系统及介质，方法包括以下步骤：采集至少两个标定点的雷达坐标与大地坐标；将雷达坐标和大地坐标分别转换为雷达几何坐标和大地几何坐标；根据雷达几何坐标和大地几何坐标确定旋转矩阵和平移参数；根据探测目标的雷达坐标和所述旋转矩阵及平移参数确定探测目标的大地几何坐标，对大地几何坐标转换进行逆处理，确定探测目标的大地坐标，还可以将探测目标的大地坐标转换为适用于不同定位软件的大地坐标。本发明专利技术只需预先获取至少两个标定点的雷达坐标和大地坐标，便可将雷达坐标转换为大地坐标，为获取雷达探测目标大地坐标提供了新思路，还可使大地坐标能够被不同的定位软件精确检测。位软件精确检测。位软件精确检测。

【技术实现步骤摘要】
获取雷达探测目标大地坐标的方法、装置、系统及介质


[0001]本专利技术属于雷达
，特别涉及一种获取雷达探测目标大地坐标的方法、装置、系统及介质。

技术介绍

[0002]无线定位已成为现代社会不可或缺的重要关键技术，其中卫星定位技术已经被广泛应用于军事、海事以及民用导航服务，基本满足了人们对于户外定位的需要。但是由于卫星定位的特质，定位信号容易受气候、电流层、对流层、空气、电磁波、遮蔽物等的影响，使得在特殊天气或者某些场合下无法进行定位。在卫星定位信号失效的情况下，可以将探测目标的雷达坐标转换成能够被定位系统识别的大地坐标，而由雷达采集到的雷达坐标一般是球坐标格式的，所以需要将雷达采集的雷达坐标转换为可以被定位系统识别的大地坐标，包括经纬度和海拔高度。可选地，从不同渠道获得的大地坐标，可能并不适用于所有的定位软件，例如高德地图、腾讯地图以及谷歌中国区地图使用的是GCJ
‑
02坐标系，百度地图使用的是BD
‑
09坐标系，而通过GPS设备获取的坐标使用的是WGS
‑
84坐标系。将从同一个定位系统获得的同一个地点的大地坐标输入不同的定位软件，会产生几十米到几百米的偏移。
[0003]目前，针对雷达坐标与大地坐标的转换问题，已有的解决方法是采用栅格划分法确定雷达探测目标的位置信息，但这种方法误差较大，耗时较长。同时，也有利用至少四个不共面的点确定雷达坐标与大地坐标的转换矩阵，从而确定雷达探测目标的大地坐标。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术弥补卫星定位系统的缺陷，将探测目标的雷达坐标转换为大地坐标，只需利用至少两个标定点，就可以确定探测目标的大地坐标，还可以使其大地坐标能够被不同的定位软件精确地检测到。提供了一种获取雷达探测目标大地坐标的方法，包括以下步骤：
[0005]S10，采集至少两个标定点的雷达坐标和大地坐标；
[0006]S20，对至少两个标定点的雷达坐标进行转换，将球坐标转换为雷达几何坐标；
[0007]S30，将获取的至少两个标定点的大地坐标转换为大地几何坐标；
[0008]S40，根据转换后的雷达几何坐标集和大地几何坐标集确定旋转矩阵和平移参数；
[0009]S50，根据探测目标的雷达坐标和旋转矩阵及平移参数确定探测目标的大地几何坐标，对大地几何坐标转换进行逆处理，确定探测目标的大地坐标。
[0010]优选地，所述采集至少两个标定点的大地坐标系可以不同，最终获得探测目标的大地坐标与采集至少两个标定点的大地坐标系一致。
[0011]优选地，所述大地坐标系包括WGS
‑
84坐标系、CGSC2000坐标系、北京54坐标系或西安80坐标系。
[0012]优选地，坐标系为WGS
‑
84坐标系时，包括以下步骤：
[0013]S101，采集至少两个标定点的雷达坐标集和大地坐标集；其中，雷达坐标格式为
d为目标与雷达之间的距离，θ为雷达测量方位角，为雷达测量俯仰角，大地坐标格式为(B,L,H)，B为纬度，L为经度，H为海拔高度；
[0014]S102，将雷达坐标转换为雷达几何坐标(x1,y1,z1)；其中，雷达几何坐标系为雷达坐标对应的空间直角坐标系，根据球坐标与空间直角坐标系的转换关系计算；
[0015]S103，将大地坐标(B，L，H)转换为大地几何坐标(x2,y2,z2)；其中，将WGS
‑
84坐标系下的(B，L，H)转换为大地几何坐标(x2,y2,z2)的转换公式为：
[0016]x2＝(N+H)*cosB*cosL
[0017]y2＝(N+H)*cosB*sinL
[0018]z2＝[N*(1
‑
e2)+H]*sinB
[0019]其中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心率，a、b为椭球的长短半径，f为椭球扁率，W为第一辅助系数，其中，或或
[0020]S104，确定旋转矩阵和平移参数；将一个空间直角坐标系中的点转换到另一个空间直角坐标系通过以下公式实现：
[0021][0022]其中，Δx、Δy、Δz为平移参数，R为旋转矩阵，R＝R(α)R(β)R(γ)，α为绕x轴旋转的角度，β为绕y轴旋转的角度，γ为绕z轴旋转的角度；
[0023][0024][0025][0026][0027]其中，有6个待确定的未知参数，分别是Δx、Δy、Δz、α、β、γ，由至少两个标定点经过S102中确定的雷达几何坐标集和经过S103确定的大地几何坐标集，计算得出这6个未知参数；
[0028]S105，根据确定的旋转矩阵和平移参数以及大地几何坐标逆处理，确定探测目标的大地坐标；将探测目标的雷达坐标经S102转换为雷达几何坐标(x1
new
，y1
new
，z1
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)，通过
S104确定的旋转矩阵和平移参数，利用公式计算得出探测目标位于WGS
‑
84坐标系下的大地几何坐标(x2
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，y2
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，z2
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)；将(x2
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，y2
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，z2
new
)通过S103逆处理得出探测目标位于WGS
‑
84坐标系下的大地坐标(B
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，L
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，H
new
)。
[0029]优选地，所述将WGS
‑
84坐标系下的大地几何坐标转换为大地坐标的转换公式为：
[0030][0031][0032][0033]其中，a、b为椭球的长短半径，e为椭球的第一偏心率，
[0034]基于上述目的，本专利技术还提供了一种获取雷达探测目标大地坐标的装置，采用上述方法，本装置包括：
[0035]数据采集模块，用于采集雷达坐标集和大地坐标集；
[0036]雷达几何坐标转换模块，与所述数据采集模块连接，用于将雷达坐标转换为对应的几何坐标。
[0037]大地几何坐标转换模块，与所述数据采集模块连接，用于将大地坐标转换为对应的大地几何坐标。
[0038]转换参数确定模块，与所述雷达几何坐标转换模块和大地几何坐标转换模块连接，用于根据雷达几何坐标和大地几何坐标确定变换参数，也就是旋转矩阵和平移参数。
[0039]探测目标大地坐标确定模块，与所述转换参数确定模块连接，用于根据所述旋转矩阵、平移参数以及大地几何坐标转换逆处理，确定探测目标的大地坐标。
[0040]优选地，还包括坐标转换模块，与所述探测目标大地坐标确定模块连接，用于将探测目标的大地坐标通过不同的转换算法转换成适用于不同定位软件坐标系的大地坐标。
[0041]基于上述目的，本专利技术还提供了一种获取雷达探测目标大地坐标的系统，包括至少一个雷达和处理设备，所述处理设备与至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种获取雷达探测目标大地坐标的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10，采集至少两个标定点的雷达坐标和大地坐标；S20，对至少两个标定点的雷达坐标进行转换，将球坐标转换为雷达几何坐标；S30，将获取的至少两个标定点的大地坐标转换为大地几何坐标；S40，根据转换后的雷达几何坐标集和大地几何坐标集确定旋转矩阵和平移参数；S50，根据探测目标的雷达坐标和旋转矩阵及平移参数确定探测目标的大地几何坐标，对大地几何坐标转换进行逆处理，确定探测目标的大地坐标。2.根据权利要求1所述获取雷达探测目标大地坐标的方法，其特征在于，所述采集至少两个标定点的大地坐标系可以不同，最终获得探测目标的大地坐标与采集至少两个标定点的大地坐标系一致。3.根据权利要求2所述获取雷达探测目标大地坐标的方法，其特征在于，所述大地坐标系包括WGS
‑
84坐标系、CGSC2000坐标系、北京54坐标系或西安80坐标系。4.根据权利要求3所述获取雷达探测目标大地坐标的方法，其特征在于，坐标系为WGS
‑
84坐标系时，包括以下步骤：S101，采集至少两个标定点的雷达坐标集和大地坐标集；其中，雷达坐标格式为d为目标与雷达之间的距离，θ为雷达测量方位角，为雷达测量俯仰角，大地坐标格式为(B，L，H)，B为纬度，L为经度，H为海拔高度；S102，将雷达坐标转换为雷达几何坐标(x1，y1，z1)；其中，雷达几何坐标系为雷达坐标对应的空间直角坐标系，根据球坐标与空间直角坐标系的转换关系计算；S103，将大地坐标(B，L，H)转换为大地几何坐标(x2，y2，z2)；其中，将WGS
‑
84坐标系下的(B，L，H)转换为大地几何坐标(x2，y2，z2)的转换公式为：x2＝(N+H)*cosB*cosLy2＝(N+H)*cosB*sinLz2＝[N*(1
‑
e2)+H]*sinB其中，N为椭球面卯酉圈的曲率半径，e为椭球的第一偏心率，a、b为椭球的长短半径，f为椭球扁率，W为第一辅助系数，其中，或或S104，确定旋转矩阵和平移参数；将一个空间直角坐标系中的点转换到另一个空间直角坐标系通过以下公式实现：其中，Δx、Δy、Δz为平移参数，R为旋转矩阵，R＝R(α)R(β)R(γ)，α为绕x轴旋转的角度，β为绕y轴旋转的角度，γ为绕z轴旋转的角度；
其中，有6个待确定的未知参数，分别是Δx、Δy、Δz、α、β、γ，由至少两个标定点经过S102中确定的雷达几何坐标集和经过S103确定的大地几何坐标集，计算得出这6个未知参数；S105，根据确定的旋转矩阵和平移参数以及大地几何坐标逆处理，确定探测目标的大地坐标；将探测目标的雷达坐标经S102转换为雷达几何坐标(x1
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，y1
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，z1
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)，通过S104确定的旋转矩阵和平...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，贺越，
申请(专利权)人：宁波泽为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：