[发明专利]一种雷达测距误差修正方法

说明书

本发明公开一种雷达测距误差修正方法，能够利用双天线实时监测风机机舱摆动位移来消除毫米波雷达因机舱摆动的误差，增加监测精度，提供准确的数据，保障风机安全运行，即传统毫米波雷达布设在机舱上监测叶片净空值存在误差，风机在迎风运行时机舱会摆动偏移，而雷达是二维测量，机舱摆动位移大小跟风速有关，雷达安装在机舱会随着机舱摆动，实际测量出的数据叠加了风机机舱摆动位移，对数据的精度产生了巨大的影响，导致无法准确判断叶片与塔筒的净空值，本发明的修正方法能够很好的解决这个问题。

技术领域

本发明涉及风电监测技术领域，具体涉及一种雷达测距误差修正方法。

背景技术

在现有风机监测中，采用毫米波测距雷达安装在机舱，实际风机迎风运行过程中，风机塔顶机舱会受到风的作用发生摆动，对于安装在风机机舱的毫米波雷会随着机舱摆动，风速越大毫米雷达测距误差越大，进而导致雷达的监测数据产生较大误差。

综上所述，急需一种雷达测距误差修正方法以解决现有技术中雷达因摆动产生误差的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种雷达测距误差修正方法，以解决雷达因摆动产生误差的问题，具体技术方案如下：

一种雷达测距误差修正方法，包括如下步骤：

步骤S1：在风机机舱的顶部安装GNSS主天线A与GNSS副天线B，机舱旋转中心点、主天线A和副天线B之间形成三角结构；雷达安装在风机上；

步骤S2：通过GNSS主天线A和GNSS副天线B的位置坐标获取机舱旋转中心的初始坐标；

步骤S3：在风机运行过程中，通过GNSS主天线A和GNSS幅天线B的位置变化获取机舱中心的水平偏移量；

步骤S4：通过雷达获取叶片的叶尖与风机塔筒之间的水平距离；

步骤S5：利用步骤S4中的水平距离与步骤S3中的水平偏移量的差值来消除机舱偏移导致雷达产生的误差。

以上技术方案优选的，所述步骤S1中，两组GNSS天线与地面的基准站配合实现测量数据的采集；雷达安装在风机的机舱上。

以上技术方案优选的，所述步骤S2中，在风机停转状态下控制风机塔顶机舱偏航转动，使风机机舱沿塔筒周向以固定角度旋转次，机舱旋转中心的初始坐标通过式1）获取：

1）；

其中，，和分别为第次旋转时主天线A的坐标值和与其处于对称位置的第次旋转时主天线A的坐标值；

和分别为第次旋转时副天线B的坐标值和与其处于对称位置的第次旋转时副天线B的坐标值。

以上技术方案优选的，所述步骤S2中，。

以上技术方案优选的，所述步骤S3中，第次测量的通过主天线A和副天线B的位置变化获取的机舱旋转中心的水平偏移量，如式2）所示：

2）；

其中，为机舱旋转中心第次测量在XOY平面中的水平坐标，为机舱旋转中心的初始坐标在XOY平面中的水平坐标。

以上技术方案优选的，机舱旋转中心第次测量的坐标通过式2.a）和式2.b）获取：

2.a）；

2.b）

其中，为主天线A的相位中心点第次测量在导航坐标系中的三维坐标；为主天线A的相位中心点与机舱旋转中心点在载体坐标系b中的三维坐标；为机舱的俯仰角，为机舱的方位角，为机舱的横滚角，为与、和相关的矩阵。

以上技术方案优选的，所述步骤S4包括：

步骤S4.1：利用毫米波雷达，采用调频连续波波形，对叶片经过雷达探测的范围区域整体进行探测进而获得叶片的叶尖经过该区域时与雷达的空间位置，结合经典的三角波测距原理，进而得出雷达与叶尖之间的径向距离和叶片方位角；

步骤S4.2：通过步骤S4.1获取的径向距离和叶片方位角，计算出叶尖与塔筒之间的水平距离。