一种雷达参数测量误差估计系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雷达参数测量误差估计系统及方法，该系统包括被测的雷达和目标保障及误差估计系统；目标保障及误差估计系统包括主机、天线、显控终端及电源，主机用于分析处理从天线输入的射频信号并向天线输出经调制后的虚拟目标射频信号，天线用于接收雷达辐射的射频信号和向外辐射虚拟目标射频信号，显控终端用于显示主机分析处理的射频信号相关参数、虚拟目标射频信号相关调制参数的控制、虚拟目标射频信号航路信息的规划控制以及雷达参数测量误差的估算，电源用于为系统正常工作提供所需的电压。本发明专利技术还公开了一种雷达参数测量误差估计方法。通过该系统和方法能够实时掌握雷达的参数测量误差情况，对于雷达的使用具有重要的指导意义。重要的指导意义。重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达参数测量误差估计系统及方法


[0001]本专利技术涉及无线电测量误差领域，具体地说是一种雷达参数测量误差估计系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，关于雷达参数测量误差的估计包括以下两种：通过比对特殊的空中合作目标定位装置提供的位置信息与雷达测量到的目标位置信息，通过比对ADS
‑
B接收设备输出的民航客机ADS
‑
B信息与雷达测量到的目标位置信息。第一种方式需要有合作目标，实际使用过程中需要耗费人力、物力和财力；第二种方式中ADS
‑
B接收设备提供的信息本身就有一定的误差。

技术实现思路

[0003]为了解决现有问题，本专利技术提供了一种雷达参数测量误差估计系统及方法，具体方案如下：
[0004]一种雷达参数测量误差估计系统，包括被测的雷达和目标保障及误差估计系统；所述目标保障及误差估计系统包括主机、显控终端、天线以及电源；所述主机分别电连接所述显控终端以及天线，所述电源为所述系统的正常工作提供所需电压；
[0005]所述主机通过天线接收雷达射频信号，并结合显控终端上传数据，进行分析处理后，通过天线向外辐射虚拟目标射频信号；
[0006]所述天线用于接收雷达射频信号以及向外辐射主机输出的虚拟目标射频信号；
[0007]所述显控终端用于显示、规划和确定虚拟雷达站、虚拟目标航迹、虚拟目标射频信号相关调制参数以及雷达参数测量误差的估计。
[0008]进一步地，所述主机包括频率源、模拟下变频通道、模数转换单元ADC、数字下变频单元DDC、基带数字信号延时单元、基带数字信号多普勒频移单元、数字上变频单元DUC、数模转换单元DAC、模拟上变频通道及GPS/BDS定位装置；
[0009]所述频率源用于为主机各模块的正常工作提供时钟信号，并为模拟下变频通道以及模拟上变频通道提供一本振和二本振信号；
[0010]所述下变频通道用于对来自于天线接收的射频信号进行两次混频至中频信号，并输出至模数转换单元ADC；
[0011]所述模数转换单元ADC用于对来自于射频模块的中频信号进行采样，形成数字中频信号，并输出至数字下变频单元DDC；
[0012]所述数字下变频单元DDC用于对来自于模数转换单元ADC的数字中频信号进行正交解调，形成I、Q基带数字信号，并输出至基带数字信号延时单元；
[0013]所述基带数字信号延时单元用于对来自于数字下变频单元DDC的基带数字信号进行距离调制，并输出至基带数字信号多普勒频移单元；
[0014]所述基带数字信号多普勒频移单元用于对来自于基带数字信号延时单元的基带
数字信号进行速度调制，并输出至数字上变频单元DUC；
[0015]所述数字上变频单元DUC用于对来自于基带数字信号多普勒频移单元的I、Q基带数字信号进行上变频至数字中频信号，并输出至数模转换单元DAC；
[0016]所述数模转换单元DAC用于对来自于数字上变频单元DUC的数字中频信号进行数模转换为模拟中频信号；
[0017]所述上变频通道用于对来自于数模转换单元DAC的中频信号进行两次混频至射频信号，并输出至天线；
[0018]所述GPS/BDS定位装置用于获取目标保障及误差估计系统的地理位置信息，并将位置信息通过网线输出至所述显控终端。
[0019]进一步地，所述天线包括接收天线和发射天线，所述接收天线用于接收雷达辐射的射频信号并通过射频电缆输出至所述主机，所述发射天线用于接收所述主机通过射频电缆输出的射频信号并向外辐射。
[0020]进一步地，所述显控终端包括显示终端和控制终端，所述显示终端用于显示虚拟目标航迹、接收所述主机通过网线输出的GPS/BDS地理位置信息、在平面地图上显示虚拟雷达站地理位置以及雷达参数测量误差估计值；所述控制终端用于确定虚拟目标射频信号的调制参数并通过网线输出至主机、接收雷达输出的目标参数信息并估计雷达参数测量误差。
[0021]进一步地，一种雷达参数测量误差估计系统的方法，包括以下步骤：
[0022]S1，根据雷达实装的地理位置信息，在所述显示终端的平面地图上标记雷达站的地理位置；同时，根据接收到所述雷达射频信号能量的强弱变化规律，计算出雷达天线的扫描周期T；并根据目标保障及误差估计系统GPS/BDS定位信息(B1,L1,H1)和雷达实装的地理位置信息(B2,L2,H2)，确定目标保障及误差估计系统在雷达站的方位角，其中，B、L、H分别为经度、纬度和高度值；
[0023]S2，根据步骤1中的数据虚拟出所述雷达站任意时刻天线波束主瓣对准的方位；
[0024]S3，生成虚拟目标航迹并在显示终端的平面地图上显示；
[0025]S4，对虚拟目标射频信号参数的调制；
[0026]S5，依据虚拟目标射频信号参数信息和雷达输出目标参数信息，估计雷达参数测量误差。
[0027]进一步地，所述步骤1获取步骤2所需数据的过程为：通过控制终端的键盘输入，在显示终端平面地图上标记出虚拟雷达站的地理位置，具体地，依据雷达实装地理位置信息(B2,L2,H2)以及米勒投影坐标转换公式其中，W表示地球的周长，mill表示米勒常数，范围在正负2到3之间，可得雷达站在平面地图上的平面直角坐标(X2,Y2)；
[0028]假设目标保障及误差估计系统t1时刻接收到雷达辐射射频信号的最大功率为
在接下来的t2时刻再次接收到雷达辐射射频信号的最大功率且在两次接收到信号的最大功率之间时刻相邻，则可以确定出雷达天线扫描周期为T＝|t2‑
t1|；
[0029]依据雷达站以及目标保障及误差估计系统的地理位置信息(B1,L1,H1)和(B2,L2,H2)，通过地理位置坐标与大地直角坐标之间的转换关系其中，B、L、H分别为经度、纬度和高度值，N为地理位置数据记录位置点的卯酉圈曲率半径，e为椭球第一偏心率，可以确定两者在以地球球心为原点的直角坐标系中的坐标点(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)；
[0030]依据地球北极点在以地球球心为原点的直角坐标系中的坐标点(X3,Y3,Z3)，可以确定由雷达站、地球球心、北极点所组成的平面a1·
x+b1·
y+c1·
z＝0，其中a1＝Y1·
Z3‑
Z1·
Y3、b1＝X3·
Z1‑
X1·
Z3、c1＝X1·
Y3‑
Y1·
X3以及目标保障及误差估计系统、地球球心、雷达站所组成的平面a2·
x+b2·
y+c2·
z＝0，其中a2＝Y1·
Z2‑
Z1·
Y2、b2＝X2·
Z1‑
X1·
Z2、c2＝X1·
Y2‑
Y1·
X2；
[0031]依据解析几何中两平面的位置关系公式可以确定两平面之间的夹角则目标保障及误差估计系统相对于雷达站的方位角为其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达参数测量误差估计系统，其特征在于：包括被测的雷达和目标保障及误差估计系统；所述目标保障及误差估计系统包括主机、显控终端、天线以及电源；所述主机分别电连接所述显控终端以及天线，所述电源为所述系统的正常工作提供所需电压；所述主机通过天线接收雷达射频信号，并结合显控终端上传数据，进行分析处理后，通过天线向外辐射虚拟目标射频信号；所述天线用于接收雷达射频信号以及向外辐射主机输出的虚拟目标射频信号；所述显控终端用于显示、规划和确定虚拟雷达站、虚拟目标航迹、虚拟目标射频信号相关调制参数以及雷达参数测量误差的估计。2.根据权利要求1所述的雷达参数测量误差估计系统，其特征在于：所述主机包括频率源、模拟下变频通道、模数转换单元ADC、数字下变频单元DDC、基带数字信号延时单元、基带数字信号多普勒频移单元、数字上变频单元DUC、数模转换单元DAC、模拟上变频通道及GPS/BDS定位装置；所述频率源用于为主机各模块的正常工作提供时钟信号，并为模拟下变频通道以及模拟上变频通道提供一本振和二本振信号；所述下变频通道用于对来自于天线接收的射频信号进行两次混频至中频信号，并输出至模数转换单元ADC；所述模数转换单元ADC用于对来自于射频模块的中频信号进行采样，形成数字中频信号，并输出至数字下变频单元DDC；所述数字下变频单元DDC用于对来自于模数转换单元ADC的数字中频信号进行正交解调，形成I、Q基带数字信号，并输出至基带数字信号延时单元；所述基带数字信号延时单元用于对来自于数字下变频单元DDC的基带数字信号进行距离调制，并输出至基带数字信号多普勒频移单元；所述基带数字信号多普勒频移单元用于对来自于基带数字信号延时单元的基带数字信号进行速度调制，并输出至数字上变频单元DUC；所述数字上变频单元DUC用于对来自于基带数字信号多普勒频移单元的I、Q基带数字信号进行上变频至数字中频信号，并输出至数模转换单元DAC；所述数模转换单元DAC用于对来自于数字上变频单元DUC的数字中频信号进行数模转换为模拟中频信号；所述上变频通道用于对来自于数模转换单元DAC的中频信号进行两次混频至射频信号，并输出至天线；所述GPS/BDS定位装置用于获取目标保障及误差估计系统的地理位置信息，并将位置信息通过网线输出至所述显控终端。3.根据权利要求1所述的雷达参数测量误差估计系统，其特征在于：所述天线包括接收天线和发射天线，所述接收天线用于接收雷达辐射的射频信号并通过射频电缆输出至所述主机，所述发射天线用于接收所述主机通过射频电缆输出的射频信号并向外辐射。4.根据权利要求1所述的雷达参数测量误差估计系统，其特征在于：所述显控终端包括显示终端和控制终端，所述显示终端用于显示虚拟目标航迹、接收所述主机通过网线输出的GPS/BDS地理位置信息、在平面地图上显示虚拟雷达站地理位置以及雷达参数测量误差估计值；所述控制终端用于确定虚拟目标射频信号的调制参数并通过网线输出至主机、接
收雷达输出的目标参数信息并估计雷达参数测量误差。5.基于权利要求1
‑
4任一所述的一种雷达参数测量误差估计系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据雷达实装的地理位置信息，在所述显示终端的平面地图上标记雷达站的地理位置；同时，根据接收到所述雷达射频信号能量的强弱变化规律，计算出雷达天线的扫描周期T；并根据目标保障及误差估计系统GPS/BDS定位信息(B1,L1,H1)和雷达实装的地理位置信息(B2,L2,H2)，确定目标保障及误差估计系统在雷达站的方位角，其中，B、L、H分别为经度、纬度和高度值；S2，根据步骤1中的数据虚拟出所述雷达站任意时刻天线波束主瓣对准的方位；S3，生成虚拟目标航迹并在显示终端的平面地图上显示；S4，对虚拟目标射频信号参数的调制；S5，依据虚拟目标射频信号参数信息和雷达输出目标参数信息，估计雷达参数测量误差。6.根据权利要求5所述的雷达参数测量误差估计系统的方法，其特征在于，所述步骤1获取步骤2所需数据的过程为：通过控制终端的键盘输入，在显示终端平面地图上标记出虚拟雷达站的地理位置，具体地，依据雷达实装地理位置信息(B2,L2,H2)以及米勒投影坐标转换公式其中，W表示地球的周长，mill表示米勒常数，范围在正负2到3之间，可得雷达站在平面地图上的平面直角坐标(X2,Y2)；假设目标保障及误差估计系统t1时刻接收到雷达辐射射频信号的最大功率为在接下来的t2时刻再次接收到雷达辐射射频信号的最大功率且在两次接收到信号的最大功率之间时刻相邻，则可以确定出雷达天线扫描周期为T＝|t2‑
t1|；依据雷达站以及目标保障及误差估计系统的地理位置信息(B1,L1,H1)和(B2,L2,H2)，通过地理位置坐标与大地直角坐标之间的转换关系其中，B、L、H分别为经度、纬度和高度值，N为地理位置数据记录位置点的卯酉圈曲率半径，e为椭球第一偏心率，可以确定两者在以地球球心为原点的直角坐标系中的坐标点(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)；依据地球北极点在以地球球心为原点的直角坐标系中的坐标点(X3,Y3,Z3)，可以确定由雷达站、地球球心、北极点所组成的平面a1·
x+b1·
y+c1·
z＝0，其中a1＝Y1·<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军佳，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院，
类型：发明
国别省市：