基于正交静电探测阵列的目标测向测速方法技术

本发明专利技术涉及一种基于正交静电探测阵列的目标测向测速方法，属于传感器技术领域。本发明专利技术方法以目标空间运动轨迹测量坐标系的原点为探测阵列的几何中心，布设正交静电探测阵列；各个探测电极独立工作，接收目标的静电信号，并产生输出静电感应信号；对每一个探测电极输出的静电感应信号进行差分放大、及滤波处理。系统微处理器同时采集各个探测电极输出的静电感应信号，并放在同一时间参考序列中，由于空间分布不同，各感应信号出现过零点的时刻不同，据此给出定向、测速方程，得到目标运动的俯仰角、方位角及运动速度，从而实现目标方位和速度的精确识别，具有良好的应用前景。此外，本发明专利技术能够提高武器系统的精确打击能力和低空目标预警能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于传感器

技术介绍
目标运动中产生的静电场是一种可利用的信息源，而且这种可探测的静电场一般是很难消除的。在日益复杂的战场环境中，对于低空飞行的目标，无论是无线电、声还是红外等体制的探测系统都很难充分的发挥其作战效能。而在众多的电子对抗技术中，静电探测技术可以满足日益复杂的战场电磁环境要求。相对于无线电等主动式探测体制，静电探测体制具有隐蔽性好、抗隐身、抗电子干扰能力强等特点；而对于声、红外等探测体制又具有抗环境干扰能力强的特点。静电探测器可通过检测目标的静电场而获得目标信息，该探测体制可抗隐身和现有诸多形式的电子干扰，这对探测低飞目标非常有效。静电探测器良好的抗干扰和自身隐蔽性能使其具有较高的研究价值和良好的应用前景。目前，现有技术中基于静电体制的测速方法存在精度低、工程实现难度大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有基于静电体制的测速方法精度低、工程实现难度大的问题，提供一种，能实现目标方位和速度的精确识别。本专利技术的目的是通过下述方案实现的。一种，包括如下步骤:步骤1，建立目标空间运动轨迹测量坐标系，定义为(HZi)。目标运动轨迹(假设目标为匀速直线运动)与XY平面的夹角为俯仰角β，轨迹在XY平面上的投影与X轴的夹角为方位角α。步骤2，以目标空间运动轨迹测量坐标系的原点为探测阵列的几何中心，布设正交静电探测阵列。所述正交静电探测阵列包括6个探测电极。6个探测电极为正方形电极，成正交分布，每个电极分别垂直于X、Y、Z轴的正负方向，其几何中心距坐标原点距离为d/2，其中d为探测电极的间距。步骤3，完成探测电极的布设后，各个探测电极独立工作，接收目标的静电信号，并产生输出静电感应信号。所述6个探测电极输出的感应信号存在相位差。步骤4，对每一个探测电极输出的静电感应信号进行差分放大、滤波处理。系统微处理器同时米集探测电极输出的6路静电感应信号,并放在同一时间参考序列中，由于6个探测电极的空间分布不同，其输出的感应信号出现过零点的时刻分别为V t2、t3、t4、t5和t6o步骤5，使用基于正交静电探测阵列的带电目标测向、测速方程得到目标运动的俯仰角β、方位角α及运动速度V。测向、测速方程的形式为:权利要求1.，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1，建立目标空间运动轨迹测量坐标系，定义为(Xi, Yi, Zi);假设目标为匀速直线运动，目标运动轨迹与XY平面的夹角为俯仰角β，轨迹在XY平面上的投影与X轴的夹角为方位角α ; 步骤2，以目标空间运动轨迹测量坐标系的原点为探测阵列的几何中心，布设正交静电探测阵列；所述正交静电探测阵列包括6个探测电极； 步骤3，完成探测电极的布设后，各个探测电极独立工作，接收目标的静电信号，并产生输出静电感应信号，6路感应信号间存在相位差； 步骤4，对每一个探测电极输出的静电感应信号进行差分放大、及滤波处理；系统微处理器同时采集探测电极输出的6路静电感应信号，并放在同一时间参考序列中，分别出现过零点的时刻分别为h、t2、t3、t4、t5和t6 ； 步骤5，使用基于正交静电探测阵列的带电目标定向、测速方程得到目标运动的俯仰角β、方位角α及运动速度V ;定向、测速方程的形式为:2.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述6个探测电极为正方形电极,成正交分布,每个电极分别垂直于X、Y、Z轴的正负方向，其几何中心距坐标原点距离为d/2，其中d为探测电极的间距。3.根据权利要求1所述的，其特征在于:将按照所述步骤2的规则布设的正交静电探测阵列所在的坐标系绕Z轴旋转Y角，绕X轴旋转P角，得到旋转后的坐标系；在旋转后的坐标系中，目标运动的方位角α'，β'同样由所述步骤3至步骤5的方法求得； 得到的α '，β '与真实的α、β构成以下方程:全文摘要本专利技术涉及一种，属于传感器
本专利技术方法以目标空间运动轨迹测量坐标系的原点为探测阵列的几何中心，布设正交静电探测阵列；各个探测电极独立工作，接收目标的静电信号，并产生输出静电感应信号；对每一个探测电极输出的静电感应信号进行差分放大、及滤波处理。系统微处理器同时采集各个探测电极输出的静电感应信号，并放在同一时间参考序列中，由于空间分布不同，各感应信号出现过零点的时刻不同，据此给出定向、测速方程，得到目标运动的俯仰角、方位角及运动速度，从而实现目标方位和速度的精确识别，具有良好的应用前景。此外，本专利技术能够提高武器系统的精确打击能力和低空目标预警能力。文档编号G01P3/50GK103105504SQ20121053225公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日专利技术者郝晓辉, 虞健飞, 冯渊, 冯时雨, 宫淼, 孙蛟, 王礼沅 申请人:北京航空工程技术研究中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于正交静电探测阵列的目标测向测速方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，建立目标空间运动轨迹测量坐标系，定义为(Xi，Yi，Zi)；假设目标为匀速直线运动，目标运动轨迹与XY平面的夹角为俯仰角β，轨迹在XY平面上的投影与X轴的夹角为方位角α；步骤2，以目标空间运动轨迹测量坐标系的原点为探测阵列的几何中心，布设正交静电探测阵列；所述正交静电探测阵列包括6个探测电极；步骤3，完成探测电极的布设后，各个探测电极独立工作，接收目标的静电信号，并产生输出静电感应信号，6路感应信号间存在相位差；步骤4，对每一个探测电极输出的静电感应信号进行差分放大、及滤波处理；系统微处理器同时采集探测电极输出的6路静电感应信号，并放在同一时间参考序列中，分别出现过零点的时刻分别为t1、t2、t3、t4、t5和t6；步骤5，使用基于正交静电探测阵列的带电目标定向、测速方程得到目标运动的俯仰角β、方位角α及运动速度V；定向、测速方程的形式为： α = arctg t 3 - t 4 t 1 - t 2 β = arctg ( t 5 - t 6 ( t 3 - t 4 ) 2 + ( t 1 - t 2 ) 2 ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓辉，虞健飞，冯渊，冯时雨，宫淼，孙蛟，王礼沅，
申请(专利权)人：北京航空工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11