光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法技术方案

光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法涉及光电测量技术领域，解决了现有光电预警组网系统无法实现不依赖于雷达的测距能力就给出目标的空间位置信息的问题，计算方法包括：将循迹搜索设备和采用跟踪测量模式的光学测量设备的大地坐标转换为大地直角坐标，循迹搜索设备为最邻近采用跟踪测量模式的光学测量设备的光学测量设备；计算采用跟踪测量模式的光学测量设备视轴上的待搜索点在以跟踪设备为原点的站心坐标系的坐标；将待搜索点的坐标转换到以循迹搜索设备为原点的站心坐标系下；根据各待搜索点的坐标计算其相对于循迹搜索设备的方位角和俯仰角，得到引导数据。本发明专利技术实现了纯光学测量设备完成从目标捕获到三维位置的精确获取全过程。到三维位置的精确获取全过程。到三维位置的精确获取全过程。

【技术实现步骤摘要】
光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法


[0001]本专利技术涉及光电测量
，具体涉及光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法。

技术介绍

[0002]相比雷达预警系统，光电测量设备具备高精度角度测量能力，并且抗干扰能力强，无探测盲区，并能够提供直观的图像进行目标识别、分类，可弥补雷达预警系统低空、隐身目标预警能力不足的问题。并且光电测量设备成本较低，适合组网布设，提高预警范围。
[0003]预警类光电测量设备在光学设计上采用大变倍比，兼顾大视场、长焦距设计，即满足搜索性能又保证发现目标后的精确跟踪与目标呈现。但由于单台光电测量设备只能获取目标方位、俯仰角度信息，当组网系统内某台光电测量设备发现目标后无法给出目标的空间位置信息。因此人们针对如何利用单站光电测量设备获取目标的三维位置进行了大量研究。
[0004]吴能伟等人在《光电经纬仪实时引导的实现》中，使用四台光电经纬仪与雷达进行组网测量，利用雷达的高精度测距信息与单站光电经纬仪的高精度测角信息，最终计算出目标的空间位置，引导剩余三台光电经纬仪完成目标的交会测量。该方法使用了雷达的测距信息完成了目标三维位置的确定，但雷达设备的引入增大了系统的成本，同时雷达对于低空、隐身设备的探测及抗干扰能力较差，对于特殊目标会存在无法捕获识别的问题，最终使该方法失效。
[0005]李国友等人在《雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法》中，对集成了多频连续波雷达的雷达光电经纬仪的测量数据进行融合处理，最终给出目标的空间位置。该方法也是通过增加雷达设备，实现目标距离的测量，同样存在成本高、特殊场景下雷达无法正常工作的问题。
[0006]针对单台光电测量设备无法获取目标三维位置的问题，现有技术都是通过增加雷达设备，获取目标的距离信息，综合单台光电测量设备的角度测量信息完成目标的定位。同时，为提高目标定位精度，会向其他光电经纬仪发送雷达——光电经纬仪融合后的引导数据，当两台光电经纬仪同时捕获目标后，即可通过交会定位方法，给出更高精度的目标位置。
[0007]但现有技术都依赖于雷达的测距能力，系统内需要布设至少一套雷达设备，大大提高了系统成本。同时雷达设备会受到低空探测盲区、隐身目标的伪装等干扰，在特殊场景下无法提供可用的距离信息。若不基于雷达测距，仅依赖光电测量设备搜索，当有一个光电测量设备捕捉到目标时，第二个光电测量设备难以搜索到目标，因此需求一种计算处理方法使得第二个光电测量设备能够快速捕捉目标，进而研发设计一种不基于雷达测距的光电预警组网系统的循迹搜索定位方法，研发设计一种不基于雷达测距就能够目标的实时三维位置探测的光电预警组网系统。

技术实现思路

[0008]鉴于上述问题，本专利技术提供光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法。
[0009]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0010]光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1、将循迹搜索设备和采用跟踪测量模式的光学测量设备的大地坐标转换为大地直角坐标；所述循迹搜索设备为最邻近采用跟踪测量模式的光学测量设备的光学测量设备；
[0012]步骤2、在采用跟踪测量模式的光学测量设备为原点的站心坐标系下，计算采用跟踪测量模式的光学测量设备视轴上的各点坐标，作为待搜索点集。；
[0013]步骤3、将步骤2得到的待搜索点集的坐标转换到以循迹搜索设备为原点的站心坐标系下；
[0014]步骤4、根据步骤3得到的待搜索点集的坐标计算各待搜索点相对于循迹搜索设备的方位角和俯仰角，得到引导数据。
[0015]采用所述的光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法的循迹搜索定位方法，包括如下步骤：
[0016]所有光学测量设备以搜索模式对负责空域的目标搜索；
[0017]当某一光学测量设备发现目标时，该光学测量设备从搜索模式切换至跟踪测量模式，并将其实时跟踪测量数据发送至控制中心；
[0018]控制中心选择与采用跟踪测量模式的光学测量设备最邻近的光学测量设备作为循迹搜索设备，控制中心实时计算采用跟踪测量模式的光学测量设备的视轴，并沿视轴方向生成循迹搜索设备的引导数据，将引导数据发送至循迹搜索设备，循迹搜索设备根据引导数据进行搜索并将其搜索得到的实时循迹搜索数据发送至控制中心；
[0019]当有一个循迹搜索设备发现目标时，控制中心根据循迹搜索数据和跟踪测量数据计算目标的实时三维位置。
[0020]采用所述的循迹搜索定位方法的光电预警组网系统，包括控制中心和不具有测距功能的光学测量设备，所述光学测量设备的数量至少为2个，所述光学测量设备对目标的搜索状态包括搜索模式和跟踪测量模式，所述控制中心能够收集并控制各光学测量设备的搜索状态，能够收集各光学测量设备的跟踪测量数据和循迹搜索数据，能够计算采用跟踪测量模式的光学测量设备的视轴，能够根据光学测量设备的位置信息、收集的跟踪测量数据和收集的循迹搜索数据进行计算得到引导数据，能够将引导数据向循迹搜索设备发送；能够根据发现目标的光学测量设备的循迹搜索数据和跟踪测量数据计算目标的实时三维位置。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，通过视轴各点坐标的实时计算及坐标系转换，该方法为循迹搜索设备提供引导数据，在有一台光学测量设备捕捉到目标时辅助第二台光学测量设备完成目标的捕获，最终实现两台设备交会测量，获取目标的三维坐标。基于引导数据的计算方法得到的光电预警组网系统的循迹搜索定位方法和光电预警组网系统，实现了纯光学测量设备完成从目标捕获到三维位置的精确获取全过程，弥补了使用雷达设备确定目标距离信息，再计算目标三维位置方案在某些场景下的不
可用性。
[0023]本专利技术提出了一种采用循迹搜索定位方法，该方法可实现在光电预警组网系统内的某台光电测量设备捕获目标后，调用其他一台或多台光电测量设备对目标可疑空间位置进行循迹搜索，最终捕获目标，并交会出目标的准确空间位置，为后续的目标的搜索跟踪提供依据。当其中一台设备捕获到目标后，其他光电经纬仪使用本专利技术的引导数据计算方法得到的引导数据进行搜索，在捕获到的目标设备视轴上进行搜索，可快速引导其他设备捕获目标，给出目标实时三维位置信息，为后续的预警设备提供目标的引导数据。该方法成本低，预警监视范围广，不依赖雷达设备。
[0024]本专利技术提出了一种光电预警组网系统，系统不依赖雷达设备，成本低，预警监视范围广。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的一种预警组网系统的组成框架图。
[0026]图2为本专利技术的一种光电预警组网系统的循迹搜索定位方法的流程图。
[0027]图3为本专利技术的一种光电预警组网系统的循迹搜索定位方法的一台光学测量设备进入循迹搜索示意图。
[0028]图4为本专利技术的一种光电预警组网系统的循迹搜索定位方法的两台光学测量设备进入循迹搜索示意图。
[0029]图5为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将循迹搜索设备和采用跟踪测量模式的光学测量设备的大地坐标转换为大地直角坐标；所述循迹搜索设备为最邻近采用跟踪测量模式的光学测量设备的光学测量设备；步骤2、在采用跟踪测量模式的光学测量设备为原点的站心坐标系下，计算采用跟踪测量模式的光学测量设备视轴上的各点坐标，作为待搜索点集；步骤3、将步骤2得到的待搜索点集的坐标转换到以循迹搜索设备为原点的站心坐标系下；步骤4、根据步骤3得到的各待搜索点集的坐标计算各待搜索点相对于循迹搜索设备的方位角和俯仰角，得到引导数据。2.如权利要求1所述的光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，其特征在于，所述步骤1具体为：采用跟踪测量模式的光学测量设备的大地坐标为(B1,L1,H1)，其大地直角坐标为：循迹搜索设备的大地坐标为(B2,L2,H2)，其大地直角坐标为：其中：其中：其中：a为地球长半径b为地球短半径，偏率所述步骤2具体为：假设待搜索点相对于以跟踪设备为原点的站心坐标系的坐标为(x，y，z)，则有：A1为目标相对于采用跟踪测量模式的光学测量设备的方位角，E1为目标相对于采用跟踪测量模式的光学测量设备的俯仰角；
由此方程组可获得一系列待搜索点构成待搜索点集，待搜索点在采用跟踪测量模式的光学测量设备与目标连线构成的射线上，待搜索点距离采用跟踪测量模式的光学测量设备的距离为R。3.如权利要求2所述的光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将步骤2获取到的待搜索点的坐标转换到大地直角坐标系下，再转换到以循迹搜索设备为原点的站心坐标系下：R
z
(90
°‑
λ1)为以跟踪设备为原点的站心坐标系绕其自身z轴逆时针旋转(90
°‑
λ1)的矩阵；为以跟踪设备为原点的站心坐标系绕其自身x轴顺时针旋转的矩阵；R
y
(90
°
)为以跟踪设备为原点的站心坐标系绕其自身y轴逆时针旋转90
°
的矩阵；R
y
(
‑
90
°
)为大地直角坐标系绕其自身y轴顺时针旋转90
°
的矩阵；为大地直角坐标系绕其自身x轴逆时针旋转的矩阵；R
z
(
‑
(90
°‑
λ2))为大地直角坐标系绕其自身z轴顺时针旋转(90
°‑
λ2)的矩阵；为循迹搜索设备的天文纬度；λ2为循迹搜索设备的天文经度。4.如权利要求3所述的光电预警组网系统的循迹搜索引导数据的计算方法，其特征在于，所述步骤4具体为：于，所述步骤4具体为：A2为待搜索点相对于循迹搜索设备的方位角，E2为待搜索点相对于循迹搜索设备的俯仰角，各个待搜索点对应的方位角...

【专利技术属性】
技术研发人员：高策，张馨元，张艳超，郭鑫，裴玉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：