專利名稱：一種ads-b與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于ADS-B與雷達(dá)信息融合技術(shù)領(lǐng)域，適用于加裝有ADS-B接收設(shè)備的軍用雷達(dá)標(biāo)校系統(tǒng)。
ニ背景技術(shù)：
在雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)中，由于傳感器存在 著系統(tǒng)誤差，所獲得的雷達(dá)目標(biāo)量測(cè)很不準(zhǔn)確，往往會(huì)偏離真實(shí)目標(biāo)位置，為融合中心進(jìn)ー步的信息融合帶來(lái)很大的困難。實(shí)際中對(duì)單個(gè)雷達(dá)的系統(tǒng)誤差消除常常通過(guò)帶有GPS設(shè)備的飛機(jī)按照既定航跡飛行來(lái)進(jìn)行標(biāo)校，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是精度高，但是缺點(diǎn)也很多，比如費(fèi)用高、過(guò)程復(fù)雜、不能夠?qū)崟r(shí)處理等?？紤]到民航客機(jī)均安裝有航空交通管制廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)(Automatic DependentSurveillance Broadcast, ADS-B),而ADS-B設(shè)備可以將通過(guò)GPS得到的民航飛機(jī)的精確位置信息以廣播形式向四周發(fā)射，因此可以通過(guò)ADS-B接收設(shè)備接收ADS-B廣播信號(hào)，利用空中廣泛存在的民航客機(jī)來(lái)對(duì)雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)校。這樣不但能夠節(jié)約成本，還能夠比較準(zhǔn)確的消除系統(tǒng)誤差。但是目前在利用ADS-B對(duì)雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)校時(shí)，存在的最大問(wèn)題是無(wú)法得到ADS-B發(fā)射設(shè)備發(fā)射數(shù)據(jù)信息的時(shí)間，使得雷達(dá)量測(cè)數(shù)據(jù)與ADS-B數(shù)據(jù)并沒(méi)有時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，因此接下來(lái)進(jìn)行的誤差標(biāo)校也不會(huì)準(zhǔn)確。而現(xiàn)有的算法也都回避了這個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
I.要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供ー種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法。由于實(shí)際系統(tǒng)中雷達(dá)是存在距離和角度系統(tǒng)誤差的，使得目標(biāo)量測(cè)并不準(zhǔn)確，利用ADS-B設(shè)備獲得的目標(biāo)的真實(shí)位置信息可以準(zhǔn)確的對(duì)雷達(dá)進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，ADS-B發(fā)射設(shè)備在發(fā)射數(shù)據(jù)信息時(shí)并沒(méi)有包含數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)刻的時(shí)間，因此在利用ADS-B對(duì)雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)校吋，雷達(dá)數(shù)據(jù)域ADS-B數(shù)據(jù)在時(shí)間上是沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)的。本發(fā)明主要解決ADS-B與雷達(dá)數(shù)據(jù)沒(méi)有時(shí)間對(duì)準(zhǔn)情況下，建立ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)模型，同時(shí)解決時(shí)間對(duì)準(zhǔn)與雷達(dá)系統(tǒng)誤差估計(jì)問(wèn)題。2.技術(shù)方案本發(fā)明所述的ー種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法，包括以下技術(shù)措施根據(jù)獲得的ADS-B接收時(shí)間，利用ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)刻與雷達(dá)采樣時(shí)刻的固定偏差作為ADS-B接收設(shè)備的系統(tǒng)誤差，并與雷達(dá)的距離、方位角、俯仰角系統(tǒng)誤差建立聯(lián)合系統(tǒng)誤差，建立基于ADS-B信息的雷達(dá)標(biāo)校系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)模型，并采用廣義最小二乗法求解。
四

圖I是ADS-B與雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)示意圖，其中(xEA，yEA, zEA)為ADS-B信息發(fā)射時(shí)刻目標(biāo)的位置，(xEft，yETr，zETr)為采樣時(shí)刻目標(biāo)位置，(Xekdi, yEEm, ZeeJ為采樣時(shí)刻雷達(dá)量測(cè)得到的目標(biāo)位置，AtA為ADS-B信息發(fā)射時(shí)刻與采樣時(shí)刻的時(shí)間差，V為目標(biāo)速度，ΘΑ為目標(biāo)航向；圖2是誤差估計(jì)流程圖。
五具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。參照說(shuō)明書附圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
分以下幾個(gè)步驟(I) ADS-B 與雷達(dá)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 Equation Chapter I Section IADS-B設(shè)備是通過(guò)自身的GPS來(lái)獲得精確位置信息的，用地理坐標(biāo)(LA，λ A, Ha)來(lái)表示，其中La表示緯度，λ Α表示經(jīng)度，Ha表示基于參考橢球體的高度，即海拔高度。而雷達(dá)獲得的目標(biāo)量測(cè)是以雷達(dá)為中心的局部坐標(biāo)系。需要將ADS-B與雷達(dá)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)ー的坐標(biāo)系O設(shè)雷達(dá)的地理坐標(biāo)為(Ls，λ s，Hs)，ECEF迪卡爾坐標(biāo)為(xs, ys，zs)，則
權(quán)利要求
1.用于ー種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法，包括建立聯(lián)合系統(tǒng)誤差，并根據(jù)聯(lián)合系統(tǒng)誤差建立聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)模型，采用最小二乗法求解誤差估計(jì)模型，其特征在于 (1)將ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)刻與雷達(dá)采樣時(shí)刻的固定偏差作為ADS-B接收設(shè)備的系統(tǒng)誤差，并與雷達(dá)的距離、方位角、俯仰角系統(tǒng)誤差建立聯(lián)合系統(tǒng)誤差； (2)根據(jù)聯(lián)合系統(tǒng)誤差建立基于ADS-B信息的雷達(dá)標(biāo)校系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法，其特征在于將ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)刻與雷達(dá)采樣時(shí)刻的固定偏差作為ADS-B接收設(shè)備的系統(tǒng)誤差，并與雷達(dá)的距離、方位角、俯仰角系統(tǒng)誤差作為聯(lián)合系統(tǒng)誤差，定義為=ADS-B信息發(fā)射時(shí)處于(xEA,yEA,zEA),經(jīng)歷過(guò)Δ Α時(shí)間后目標(biāo)位于(xEft,yETr，zEft)處并被雷達(dá)探測(cè)到，由于雷達(dá)存在的系統(tǒng)誤差，雷達(dá)量測(cè)相對(duì)于目標(biāo)真實(shí)位置有一定的偏差，位于(xEKm，yEEm，ZEKm)處，令A(yù)DS-B信息的接收時(shí)間與雷達(dá)的接收時(shí)間同步，當(dāng)不同步時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)處理方法變成同步數(shù)據(jù)，同時(shí)假定雷達(dá)的采樣周期與ADS-B的數(shù)據(jù)發(fā)射周期相同，則ADS-B系統(tǒng)的發(fā)射時(shí)間與接收時(shí)間的差值A(chǔ)t為ー固定值，由于ADS-B所獲取的目標(biāo)位置近似于真實(shí)值，因此將AtA作為ADS-B接收設(shè)備的系統(tǒng)誤差，再根據(jù)雷達(dá)的系統(tǒng)偏差，得到標(biāo)校系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差為β=[Δγε, Δ θ R, Δ ηΕ, Δ tA]T。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法，其特征在于根據(jù)聯(lián)合系統(tǒng)誤差建立的基于ADS-B信息的雷達(dá)標(biāo)校系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)模型，采用如下的步驟根據(jù)ADS-B與雷達(dá)所獲得的關(guān)于目標(biāo)的位置，令
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種ADS-B與雷達(dá)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計(jì)方法，該方法屬于ADS與雷達(dá)信息融合技術(shù)領(lǐng)域。目前在利用ADS-B設(shè)備對(duì)雷達(dá)進(jìn)行標(biāo)校時(shí)，存在的最大問(wèn)題是無(wú)法得到ADS-B發(fā)射設(shè)備發(fā)射數(shù)據(jù)信息的時(shí)間，使得雷達(dá)量測(cè)數(shù)據(jù)與ADS-B數(shù)據(jù)并沒(méi)有時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，因此接下來(lái)進(jìn)行的誤差標(biāo)校也不會(huì)準(zhǔn)確。而現(xiàn)有的算法也都回避了這個(gè)問(wèn)題。為了有效解決實(shí)際應(yīng)用中的時(shí)間對(duì)準(zhǔn)以及雷達(dá)系統(tǒng)誤差估計(jì)問(wèn)題，本發(fā)明基于ADS-B的接收時(shí)間定義了一種新的ADS-B時(shí)間系統(tǒng)誤差，建立了ADS-B與雷達(dá)系統(tǒng)誤差聯(lián)合估計(jì)模型，最后通過(guò)最小二乘算法求解，達(dá)到了利用ADS-B精確的校準(zhǔn)雷達(dá)的目標(biāo)。
文檔編號(hào)G01S7/40GK102692621SQ20121017473
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者何友, 唐小明, 朱洪偉, 王國(guó)宏, 王海鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院