【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于预警与测量，具体涉及一种雷达盲区空情智能预警方法及装置。
技术介绍
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技术介绍
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1、地面防空兵部队用于弥补雷达低空盲区的“观察哨”缺乏有效的信息化手段，信息精度和时效性无法满足，尤其是低空、超低空突防，而且敌人低空突防航线几乎都在雷达低空盲区或山峰遮蔽区域，现有的观测手段已很难满足要求，迫切需要“观察哨”发挥作用。雷达定位装置存在电子干扰和位置暴露等安全隐患，容易成为敌方攻击的目标，由于传感器的精度有限且人工操作易出现误差，因而对传感器精度及滤波算法提出了更高要求。
2、针对上述问题，提出了基于多传感器融合的目标状态与位置实时测量方法，通过对目标及测量装置多方面数据的测量及融合，该方法的关键是信号滤波与多传感器数据融合。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的是解决传统观察哨存在错情、漏情多，信息通报时效性差的技术问题，提高弥补雷达低空盲区的“观察哨”的信息化手段，提高观察哨获取信息的精度和时效性，提供一种雷达盲区空情智能预警方法及装置。
2、本专利技术采用的技术方案为：一种雷达盲区空情智能预警方法及装置，其特征在于：所述测量装置包括：核心主板姿态传感器阵列(4)、激光测距仪(10)、夹板(8)、显示屏(2)，自紧螺丝(7)、按键板(3)、扩展板(5)、电源板(6)、望远镜目镜(12)、望远镜物镜(13)、望远镜中轴(1)、望远镜目镜(12)和望远镜物镜(13)；所述测量装置的左端、底端和右端分别设
3、步骤一：打开扩展板(5)上电源开关，将望远镜(1)对准测量目标，当在望远镜(1)中观测到目标时，打开按键板(3)上录取按键，开始对目标方位角、俯仰角与距离的信号采集；
4、步骤二：观察员通过望远镜目镜(12)与望远镜物镜(13)捕捉目标，核心电路板(4)中mcu通过i2c接口配置相关寄存器直接获取三轴磁力计、三轴加速度计与陀螺仪的数据，并将数据融合得到目标方位角与俯仰角，通过核心电路板(4)中的gps、气压计、温湿度传感器获取观测装置自身的方位信息，激光测距仪(10)发射并检测激光，将信号传输给核心电路板(4)中的mcu，解算出目标与观测装置(9)的实际距离，将获取的数据实时显示在显示屏(2)上，辅助观察员估计目标的方位信息；激光测距仪(10)选取目标飞行轨迹中任意两位置点p1和p2，通过计时器，可以得出到p1点的脉冲往返时间δt1和p2点的脉冲往返时间δt2
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6、式中，lop1、lop2为发射点o与第一次测量位置p1和第二次测量位置p2间的直线距离，n为标准大气条件下传输介质对激光的平均折射率，c为真空光速，δt1为脉冲从原点到达p1位置后返回发射点的时间，δt2为脉冲从原点到p2位置后返回发射点的时间；
7、将目标平均速度近似为瞬时速度，解算目标的速度v：
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10、式中，lp1p2为目标从p1点到p2点的运动距离，v为目标速度，δθ为目标从p1点到p2点与观测装置之间方位角变化值，δt为目标从p1点到p2点运动时间；
11、步骤三：对数据采集装置(9)获取目标姿态测量信号进行滤波，采用基于引力算法智能优化的ssupf算法，分别对目标相对观测装置的方位角、俯仰角和距离的测量数据进行校准，建立目标位置姿态解算模型解算目标位置姿态；
12、目标姿态测量信号滤波算法和建立目标位置姿态解算模型如下：
13、step 1.初始化：分别从目标方位角、俯仰角和距离的初始分布p(x0∣y0)＝p(x0)中采样一组粒子，初始化粒子集粒子集x0中包括n个0粒子，每个粒子均包含目标与观测装置的相对位置初始化状态均值与方差
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16、式中，l为目标与观测装置之间的距离，方差为方差，i表示粒子的序数，其中i＝1,2,...,n，0表示初始的粒子集序数，为初始化粒子集的第i个粒子，为粒子的状态均值；
17、step 2.权值采样：
18、1)利用ssukf算法更新粒子集得到状态估计均值与协方差从ssukf算法的运算结果中获取n个粒子，k为算法运行的时序k＝1,2,…,t；
19、2)采样粒子：
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21、式中，为构造分布函数k时刻的采样粒子状态，为粒子在k时刻的状态估计均值，为粒子i在k-1时刻采样状态，zk为k时刻粒子的观测值，为系统滤波后k时刻方差，为ssukf运行的结果；
22、3)计算权值，加入新观测值进行采样，相邻时刻权重的递推公式如下：
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25、式中，为k时刻粒子集的粒子权值估计，为k-1时粒子集的粒子权值，为采样粒子i在k时刻的采样值，为k-1时刻粒子i预测值发生条件下k时刻观测值zk出现的概率，为根据ssukf滤波结果构造的分布函数，为归一化后的粒子权值；
26、step 3.根据引力算法选择最优的粒子集实现重采样：
27、1)计算粒子i和全局最优值之间的吸引力f：
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29、式中，fmax为最大吸引力,设置引力系数g,rik为粒子i与k时刻全局最优值gbestk之间的距离；
30、2)根据引力更新粒子位置：
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32、式中，为序号为i的粒子在k时刻的状态值，f为粒子i和全局最优值之间的吸引力，gbestk为k时刻的全局最优值，d为距离因子，d越低局部寻优能力越强,收敛速度越低，rand为[0,1]上服从均匀分布的随机数，粒子通过与全局最优值比较提高粒子群的全局寻优能力并降低粒子滤波的运算复杂度；
33、3)计算并对比粒子的引力，更新全局最优值：
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36、式中i为修正后的引力值，abs(θp-θ0)为预测坐标与观测坐标差值的绝对值，为目标预测坐标值，为目标最新观测坐标值，为k时刻粒子集中引力最大的一组粒子，选取为全局最优值；
37、4)设置迭代终止阈值ε,当引力函数值大于ε时,算法停止迭代,否则继续迭代至最大迭代次数。当算法符合设定的阈值ε时,说明粒子已经分布在真实值附近，或者达到最大迭代次数时停止优化，否则转入step 2；
38、5)这些粒子不是从预测密度中采样的，不服从贝叶斯分布。可以通过重要性采样将新的粒子集合引入而不破坏原始分布。对于每个粒子进行寻优，为补偿粒子分布不均匀性，对粒子权重添加校正项。更新同时对权重进行补偿使优化前后的粒子集服从同一分布：
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40、式中，为k时刻的粒子i，z1:k-1为1～k-1时刻的观测数据，为分布密度函数，为矫正粒子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雷达盲区空情智能预警方法及装置，其特征在于：所述测量装置包括：核心板姿态传感器阵列(4)、激光测距仪(10)；所述测量装置(9)的左端、底端和右端分别设有显示屏(2)、夹板(8)、激光测距仪(10)，自紧螺丝(7)与夹板(8)上的螺孔连接，通过拧紧两端螺丝使自紧螺丝(7)与望远镜中轴(1)夹紧；所述按键板(3)和扩展板(5)安装于测量装置(9)内部前端和底端；所述电源板(6)安装于测量装置(9)后端；望远镜目镜(12)与望远镜物镜(13)安装于望远镜中轴(1)两侧。
2.一种使用权利要求1所述测量装置测量低空目标相对位置和运动状态的在线测量方法，其特征在于：所述测量方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种雷达盲区空情智能预警方法及装置，其特征在于：所述测量装置包括：核心板姿态传感器阵列(4)、激光测距仪(10)；所述测量装置(9)的左端、底端和右端分别设有显示屏(2)、夹板(8)、激光测距仪(10)，自紧螺丝(7)与夹板(8)上的螺孔连接，通过拧紧两端螺丝使自紧螺丝(7)与望远镜中轴(1)夹紧；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩连福，张昱，范增，付长凤，高睿，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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