[发明专利]建立雷达测量误差标定模型的方法

权利要求书

1.一种建立雷达测量误差标定模型的方法，其特征在于包括以下步骤：

在原有的飞机运动方程中，引入飞机的斜距、方位角和高低角，得到

式中，飞机飞行状态为平飞或盘旋，选择原点O和飞机质心重合而固连于飞机机体坐标系的动坐标系OXYZ，设u，v，w分别为质心沿动坐标系轴OX，OY，OZ的速度分量；雷达极坐标系原点位于雷达质心，R，A，B分别为在雷达极坐标系下的飞机斜距、高低角和方位角； 为俯仰角， 为滚转角，Ψ为偏航角，指向正北方向，p，q，r分别为飞机的滚转、俯仰、偏航角速率，n_x，n_y，n_z为过载分量，且

n_x＝A_x/g，n_y＝A_y/g，n_z＝A_z/g

式中，g为重力加速度，A_x，A_y，A_z为沿动坐标系轴OX，OY，OZ的加速度分量；设

u_i＝[n_x n_y n_z p q r]^T

考虑到测量值中的系统偏差和尺度因子偏差，得 

式中，u_im为u_i的测量值，w为过程噪声向量，即u_i的量测噪声， 为状态向量的系统偏差向量，λ_nx、λ_ny、λ_nz、λ_p、λ_q和λ_r分别为n_x，n_y，n_z，p，q和r测量偏差的尺度因子；设

式中，b_nx，b_ny，b_nz，b_p，b_q和b_r分别为n_x，n_y，n_z，p，q和r的系统偏差；

飞机全面运动的观测方程为

式中，V₀为空速，X_α，Y_α，Z_α和X_β，Y_β，Z_β分别为气流迎角和侧滑角传感器在动坐标系中的坐标，α，β分别为气流迎角和侧滑角，h为高度，σ_l，ζ_l为雷达质心的经度和纬度坐标，σ_p，ζ_p为飞机的经度和纬度坐标， λ_α，λ_β，λ_h，λ_R，λ_A，λ_B分别为V₀，α，β，h，R，A，B测量偏差的尺度因子， b_α，b_β， b_Ψ，b_h，b_R，b_A，b_B和 v_α，v_β， v_Ψ，v_h，v_R，v_A，v_B分别为V₀，α，β， Ψ，h，R，A，B的系统偏差和观测噪声，下标m代表测量值；V_0m，α_m，β_m，θ_m， Ψ_m，h_m，R_m，A_m，B_m分别为V_O，α，β，θ， Ψ，h，R，A，B的实际测量值；

将观测方程写成矩阵形式，有

y_m＝H_yy_c+b_y+v    (3)

式中，

为观测向量的计算值，

为观测向量的实际测量值，

为观测向量的测量偏差矩阵，

为观测向量的系统偏差向量，

为观测噪声向量，

取

根据(1)式，系统的状态方程写为

式中，x为9维状态向量，f为9维函数向量，b₁为12维状态偏差向量，Γ(x)为过程噪声的系数矩阵，w为零均值高斯白噪声序列，方差为Q；

观测方程写为

y＝к(x，u_i，b₂)+v    (5)

式中， 为10维观测向量，b₂为17维观测偏差向量，к为10维输出函数向量，v为零均值高斯白噪声序列，方差为R； 

将(4)式和(5)式按泰勒级数展开，并取一次项，得雷达测量误差的标定模型为

式中，x(k)为目标kT时刻的状态向量，

b₁(k)为kT时刻的状态偏差向量，

Γ(k)为kT时刻过程噪声的系数矩阵，

w(k)为kT时刻的过程噪声向量，

y(k)为kT时刻的观测向量，

b₂(k)为kT时刻的观测偏差向量，

v(k)为kT时刻的观测噪声向量，

R_u(k)＝f[x(k|k)，b₁(k)，k]-A(k)x(k|k)-B(k)b₁(k)

R_y(k)＝к[x(k+1/k)，b₂(k)，k+1]-H(k+1)x(k+1|k)-D(k+1)b₂(k)

x(k/k)为目标kT时刻状态的滤波值，

x(k/k-1)为目标kT时刻状态的一步预测值，

u_i(k)为kT时刻的输入，

n_xm，n_ym，n_zm，p_m，q_m，r_m分别为n_x，n_y，n_z，p，q，r的实际测量值，

p_c＝(I+λ_p)p_m+b_p

q_c＝(I+λ_q)q_m+b_q

r_c＝(I+λ_r)r_m+b_r

p_c，q_c，r_c为p，q，r的计算值。