[发明专利]一种机载多主动雷达测距的地面物体高精度定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机载多主动雷达测距的地面物体高精度定位方法，尤其涉及一种基于多主动雷达组网通过对物体的测距信息对地面物体进行定位解算的方法，属于物体探测技术领域。

背景技术

对地面物体的高精度定位，在诸多民用系统中具有极其重要的意义，可以为物体提供可靠的服务，起到安全保障作用。目前的机载雷达对地面物体的定位方法主要包括以下两种：单个主动雷达定位、基于辐射源的多雷达协同无源定位。其中机载单个主动雷达定位是通过测量物体相对于飞机的方位角、俯仰角和距离，辅以飞机的位置信息实现对物体的定位；基于辐射源的多雷达无源定位通过多个雷达组网接收辐射源信号源到达各机载被动雷达接收机之间的时间差以及飞机的位置信息来最终确定物体的位置。

单个主动雷达定位精度易受平台的位置参数、平台的姿态信息、雷达测角信息、雷达测距信息等多个因素影响，特别是平台的姿态误差和雷达的测角信息受外部环境的影响较大难以实现对物体的精确定位。基于辐射源的多雷达无源定位仅与平台的位置信息、辐射源到雷达的时间及各平台的时间同步相关，该方法具有作用距离远，隐蔽性好等优点，但是该方法要求跟踪物体必须辐射相应的电磁波，对无辐射源物体或者雷达静默的物体无法实现定位。本发明采用多个机载主动雷达组网实现对地面物体的定位，该方法的解算结果仅与平台位置信息、雷达测距信息和平台的时间同步相关，与平台的姿态和雷达的测角信息无关，其定位原理与基于辐射源的多雷达无源定位原理相似定位的精度较高，且对自身没有辐射源的物体也可以高精度定位，目前该方法还未见报道。

目前，国内的机载主动雷达定位都是基于单个机载雷达，通过载机的导航信息和雷达的测量信息解算物体的位置，如《雷达科学与技术》2011年第1期第9卷发表的“机载雷达探测精度评估方法研究”对载机的导航误差(载机的定位精度、姿态角误差)和机载雷达本身的量测误差(距离误差、方位角误差和俯仰角误差)在机载雷达探测数据在不同坐标系中的影响进行系统分析。国内的机载多雷达协同定位都是基于物体是有辐射源的无源定位，通过解算物体到多个机载雷达之间的时差实现定位，如《电子信息对抗技术》2012年第4期发表的“一种机载无源雷达组网定位技术”一文，主要提出了一种战斗机机载无源雷达协同组网测时差定位的策略，分析了影响多机协同高度假设测时差定位算法的定位精度的因素，该文章是对多个机载被动雷达组网实现对地面物体进行定位的算法进行研究，解决的是基于有辐射源物体的高精度定位问题，没有涉及到主动雷达组网对物体定位算法的研究。上述的研究内容和成果与本发明的实现方法不同，与本发明的权利要求没有冲突。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种机载多主动雷达测距的地面物体高精度定位方法，该方法解决了目前机载主动雷达受载机姿态和雷达测角信息影响较大、基于辐射源的多雷达无源定位对物体的辐射源有要求等问题，实现对地面静止物体和慢速移动物体的高精度定位。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种机载多主动雷达测距的地面物体高精度定位方法，包括如下步骤：

步骤(一)、采用三架无人机对同一地面物体进行搜索，将首先搜索到所述地面物体的无人机定义为主机，主机根据在WGS-84坐标系中自身的位置坐标、对物体的测距值和对物体的测角值解算出所述地面物体的位置坐标S₀，并将位置坐标S₀发送给其余两架无人机，其余两架无人机根据位置坐标S₀对所述地面物体进行搜素，当搜索到地面物体后，其余两架无人机将 对地面物体的测距值和无人机在WGS-84坐标系中自身的位置坐标发送给主机；

步骤(二)、设主机在WGS-84坐标系中自身的位置坐标为P₁(x₁,y₁,z₁)、其余两架无人机自身的位置坐标分别为P₂(x₂,y₂,z₂),P₃(x₃,y₃,z₃)，主机对地面物体的测距值为r₁，其余两架无人机对地面物体的测距值分别为r₂,r₃，求解地面物体的位置坐标S(x,y,z)，具体方法如下：