[发明专利]机动雷达组网批处理式误差配准器

说明书

一、技术领域

本发明属于多传感器组网融合数据处理技术中的误差配准领域，适用于舰载雷达、机载雷达等机动平台雷达间的组网系统。 

二、背景技术

机动平台是雷达在实际作战运用中的重要载体，机动雷达网是一种典型的多传感器系统组网模式。在多传感器组网系统中，如何对各传感器的系统误差进行有效的配准和补偿，是其核心关键技术之一。 

目前，关于机动雷达网误差配准技术的研究比较少。Helmick利用卡尔曼滤波技术实现了机动雷达量测和姿态角误差的实时估计，但算法是在假设机动雷达之间距离很近时给出的，只适用于同一机动平台多雷达的误差配准问题。Kastella通过解耦的方式实现了移动平台定位误差的估计，但需要利用固定参考点的先验知识。实际中，机动雷达网主要是由跨平台、大距离范围内分布的雷达构成的，主要包含量测和姿态角系统误差，而在现有机动雷达网误差配准技术中，算法的假设和构建的模型都不符合实际工程背景要求，都没有系统、全面地对机动雷达网误差配准问题进行建模和求解。 

三、发明内容

1.要解决的技术问题 

本发明的目的在于提供一种用于机动雷达组网的批处理式误差配准器。该误差配准器利用多机动雷达对处于公共探测区域内非合作目标的量测，根据雷达量测值在目标状态空间的投影和系统误差的扰动数学关系，采用批处理式的算法结构，通过对系统误差和目标状态进行期望最大化递归优化，实现对系统误差的配准，并最终得到消除系统误差后的目标状态融合估计。该误差配准器不对雷达间的距离进行约束，不需要利用固定参考点的先验知识，且估计收敛速度快、精度高，因而应用范围广，实用性较强。 

2.技术方案 

本发明所述的用于机动雷达组网的批处理式误差配准器，包括以下技术措施：首先根据各雷达包含系统误差的量测方程，利用已经得到的系统误差估计(假设系统误差的初始估计为零)，把各雷达所有时刻的量测投影到目标状态空间中，得到各雷达的目标状态估计，然后根据所有雷达同一时刻目标状态估计和系统误差的扰动数学关系，利用所有雷达所有时刻的 目标状态估计对已经得到的系统误差估计进行修正，进一步得到优化后的系统误差估计，最后根据设置的阈值，对系统误差估计的收敛性进行判断：如果没有收敛，继续上述过程；如果收敛，输出系统误差的估计，并利用系统误差的估计对所有雷达所有时刻的目标状态估计进行修正和融合，最终输出目标状态的估计。 

3.有益效果 

本发明相比背景技术具有如下的优点： 

(1)在满足可观测性条件下，该误差配准器可对具有任意位置关系的雷达进行配准； 

(2)该误差配准器可对雷达量测和姿态角系统误差进行估计，且估计精度高，收敛速度快； 

(3)该误差配准器可得到融合所有雷达量测信息的目标状态估计。 

四、附图说明

图1为本发明的实施原理流程图。 

五、具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。参照说明书附图，本发明的具体实施方式分以下几个步骤： 

(1)组网系统由n部三维机动雷达i(i＝1，2，...，n)组成，雷达i存在距离误差 方位角误差 俯仰角误差 偏航角误差 纵摇角误差 和横摇角误差 且它们都是常量加性误差。在k时刻，雷达i在地球直角坐标系中的坐标为x_is(k)＝[x_is(k)，y_is(k)，z_is(k)]′，对应的地理坐标为x_isp(k)＝[L_i(k)，B_i(k)，H_i(k)]′，其机动载体平台包含误差的姿态角为 。根据载体坐标系、NED坐标系和地球直角坐标系之间的变换关系，机动雷达组网系统存在系统误差的量测方程可表示为 

z(k)＝h(g(x(k)，b^z))+b^l+w                         (1)