本發(fā)明屬于雷達圖像目標定位
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法，適用于得到彈載雙基前視sar艦船目標相對接收機的位置信息，并能夠基于誤差對mblf—sar成像的影響給出滿足精度的約束要求。
背景技術(shù)：
：彈載雙基前視sar(missile-bornebistaticforword-lookingsyntheticapertureradar,mbfl-sar)成像技術(shù)彌補了單基前視sar二維高分辨成像的空缺，并通過此成像技術(shù)實現(xiàn)了多彈頭彈道導(dǎo)彈的全程高分辨sar成像制導(dǎo)；但針對海面上的艦船目標和航母編隊時，無法通過與基準圖匹配得到特征點，進而對目標和彈體進行定位，導(dǎo)致攻擊彈末段的定位算法失效。張紅敏等人在文獻“sar圖像高清定位技術(shù)研究”中提到一種基于dem和圖像仿真的單幅sar圖像無控制定位方法，該方案基于srtmdem仿真sar圖像，并通過仿真sar圖像與實際sar圖像匹配來提取控制點坐標，實現(xiàn)定向參數(shù)的精確計算，在dem的支持下實現(xiàn)精確定位，但是該方案主要基于機載sar以及在斜視情況下誤差小，不具備廣泛的用途。燕英等人在文獻“彈載合成孔徑雷達成像處理及定位誤差分析”中，討論了雷達回波信號模型和成像過程，針對成像過程中，最大、最小方位角與載體速度的測量誤差對于定位的影響進行了定量分析。單位該文獻未對彈載雷達所關(guān)心的運動誤差進行分析，并未給出滿足精度要求的約束條件。李亞等人在“基于雙基sar的目標定位算法研究”中介紹了基于lrd成像算法處理后的雙基sar系統(tǒng)的目標定位方法并研究分析了雙基sar系統(tǒng)中的運動參數(shù)誤差對目標成像以及定位精度的影響。但為針對真實運動情況下帶來的時間頻率或者相位誤差進行分析。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的在于提出一種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法，該種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法是一種針對彈載雙基前視構(gòu)型下的全新定位方法，通過雙基前視sar在相鄰兩個合成孔徑中心時刻的平臺坐標與場景中心點的相對位置關(guān)系進行幾何建模，尋找場景中心點的距離歷程與接收機和發(fā)射機平臺的幾何關(guān)系。并利用雙基各平臺的波束指向角，解算出場景中心距接收機的距離。然后，根據(jù)得到的地距sar圖像，求解出目標與場景中心點的相對位置關(guān)系，建立起目標相對接收機的幾何關(guān)系，最終求解得到目標相對接收機的位置信息。同時分析空時頻同步誤差和平臺運動誤差對定位精度的影響。為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。一種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1，確定彈載雙基前視sar平臺，彈載雙基前視sar平臺檢測范圍內(nèi)存在目標，所述目標為艦船目標，將目標所在場景記為目標場景，所述彈載雙基前視sar平臺包括發(fā)射機和接收機；發(fā)射機向目標場景發(fā)射信號，接收機接收目標場景反射的回波信號，并對回波信號分別進行距離向和方位向的采樣后得到采樣后的信號，然后對采樣后的信號依次進行匹配濾波和成像處理，最終得到雙基前視sar圖像；步驟2，確定目標場景中心點，然后計算得到接收機到目標場景中心點的距離；步驟3，對雙基前視sar圖像進行圖像幾何校正并投影到地距平面，得到地距sar圖像；然后根據(jù)接收機到目標場景中心點的距離，計算得到彈載雙基前視sar艦船目標的定位信息。本發(fā)明的有益效果：第一，本發(fā)明方法是基于傳統(tǒng)的單基定位方法提出的一種針對彈載雙基前視構(gòu)型的全新定位技術(shù)，在末段距離很近時，導(dǎo)彈處于目標的正前方，仍具有二維高分辨能力；第二，本發(fā)明方法針對當(dāng)目標為海面上艦船時，圖像背景被廣闊海域占據(jù)，使得沒有基準圖可以與之配準，進一步導(dǎo)致根據(jù)匹配點的定位算法失效，提出通過雙基前視sar在相鄰兩個合成孔徑中心時刻的平臺坐標與場景中心點的相對位置關(guān)系，進行幾何建模，尋找場景中心點的距離歷程與接收機和發(fā)射機平臺的幾何關(guān)系。并利用雙基各平臺的波束指向角，解算出場景中心距接收機的距離。然后，根據(jù)得到的地距sar圖像，求解出目標與場景中心點的相對位置關(guān)系，建立起目標相對接收機的幾何關(guān)系，最終求解得到目標相對接收機的位置信息，具有較高的定位精度；第三，本發(fā)明方法是針對收發(fā)平臺的時序?qū)蕟栴}，針對空時頻同步誤差對定位的影響進行了詳細的理論分析，并考慮實際情況下彈體在飛行過程中速度和加速度較大，受大氣氣流擾動以及飛控系統(tǒng)的誤差等均使其不在沿理想航跡運動，且由于收發(fā)平臺分置，使得系統(tǒng)運動誤差較單平臺更大，更具有隨機性，所以針對mbfl-sar構(gòu)型下的運動誤差對定位的影響進行分析。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明的一種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法流程圖；圖2是彈載雙基前視sar雷達平臺的目標定位模型示意圖；圖3是接收機所在平臺相對于目標點p的幾何關(guān)系示意圖，其中g(shù)點為輔助點；圖4是圖2中添加彈載雙基前視sar平臺理想運動軌跡后得到的彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型示意圖；其中虛線表示彈載雙基前視sar平臺沿理想軌跡運動，實線表示彈載雙基前視sar平臺沿實際軌跡運動；圖5是空間同步誤差對定位的影響結(jié)果示意圖；圖6(a)是兩平臺的波束中心偏差與接收平臺對目標測距誤差的關(guān)系示意圖；圖6(b)是兩平臺的波束中心偏差與俯仰角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖6(c)是兩平臺的波束中心偏差與方位角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖6(d)是兩平臺的波束中心偏差與目標點相距場景中心點距離向距離的關(guān)系；圖6(e)是兩平臺的波束中心偏差與目標點相距場景中心點方位向距離的關(guān)系示意圖；圖7是固定時間誤差量與距離向偏移的關(guān)系示意圖；圖8(a)是固定時間誤差與接收平臺對目標測距誤差的關(guān)系示意圖；圖8(b)是固定時間誤差與俯仰角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖8(c)是固定時間誤差與方位角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖8(d)是固定時間誤差與目標點相距場景中心點的距離向距離的關(guān)系示意圖；圖8(e)是固定時間誤差與目標點相距場景中心點的方位向距離的關(guān)系示意圖；圖9(a)是距離向偏移引起的誤差與接收品臺對目標測距誤差的關(guān)系示意圖；圖9(b)是距離向偏移引起的誤差與俯仰角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖9(c)是距離向偏移引起的誤差與方位角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖9(d)是距離向偏移引起的誤差與北天東坐標系中x方位向偏差的關(guān)系示意圖；圖9(e)是距離向偏移引起的誤差與北天東坐標系中y方位向偏差的關(guān)系示意圖；圖10(a)是方位向偏移引起的誤差與接收品臺對目標測距誤差的關(guān)系示意圖；圖10(b)是方位向偏移引起的誤差與俯仰角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖10(c)是方位向偏移引起的誤差與方位角的定位誤差的關(guān)系示意圖；圖10(d)是方位向偏移引起的誤差與北天東坐標系中x方位向偏差的關(guān)系示意圖；圖10(e)是方位向偏移引起的誤差與北天東坐標系中y方位向偏差的關(guān)系示意圖。具體實施方式：參照圖1，為本發(fā)明的一種彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法流程圖；其中所述彈載雙基前視sar艦船目標定位的優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1，確定彈載雙基前視sar平臺，彈載雙基前視sar平臺檢測范圍內(nèi)存在目標，所述目標為艦船目標，將目標所在場景記為目標場景，所述彈載雙基前視sar平臺包括發(fā)射機和接收機，發(fā)射機和接收機分別為前視成像模式，建立彈載雙基前視sar雷達平臺的目標定位模型，如圖2所示，圖2為彈載雙基前視sar雷達平臺的目標定位模型示意圖；以目標場景中心點為原點o建立北天東坐標系xyy'oz，將接收機的初始合成孔徑中心記為ar，與ar對應(yīng)的擦地角記為將接收機運動后的合成孔徑中心記為br，與br對應(yīng)的擦地角記為ar和br為接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心，將接收機的運動軌跡記為曲線將發(fā)射機的初始合成孔徑中心記為at，將發(fā)射機運動后的合成孔徑中心記為bt，將發(fā)射機的運動軌跡記為曲線at和bt為發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心；發(fā)射機在與y軸形成設(shè)定夾角的y'oz平面沿曲線運動，所述設(shè)定夾角不大于90度；接收機在yoz平面沿曲線運動，發(fā)射機在初始位置處的波束與曲線的夾角為α，發(fā)射機運動到bt時刻時所處位置的波束與曲線的夾角記為β，接收機在初始位置處的波束與地面的夾角記為接收機運動到br時刻時所處位置的波束與地面的夾角記為將彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心與地面的交點記為目標場景中心點s；接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心分別為ar和br，目標場景中心點s與ar和br對應(yīng)的擦地角分別為和發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心分別為at和bt，發(fā)射機發(fā)射的波束視線與發(fā)射機自身航跡夾角為α和β；彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心(圖2中的陰影部分)與地面的交點為目標場景中心點s，s在北天東坐標系中的位置為(xs,ys,0)，xs表示兩平臺波束照射的場景中心與地面的交點在x軸的坐標，ys表示兩平臺波束照射的場景中心與地面的交點在y軸的坐標。進而分別計算得到ar時刻和at時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和ra，以及br時刻和bt時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和rb，其表達式分別為：其中，rra表示ar時刻接收機與目標場景中心點的距離，rta表示at時刻發(fā)射機與目標場景中心點的距離，rrb表示br時刻接收機與目標場景中心點的距離，rtb表示bt時刻發(fā)射機與目標場景中心點的距離。對于彈載雙基前視sar平臺來說，發(fā)射機向目標場景發(fā)射信號，接收機接收目標場景反射的回波信號，并對回波信號分別進行距離向和方位向的采樣后得到采樣后的信號，然后對采樣后的信號依次進行匹配濾波和成像處理，最終得到雙基前視sar圖像，所述雙基前視sar圖像為距離向-方位向的二維矩陣；為了求解出目標場景中心點與接收機的相對距離關(guān)系，ra和rb分別從雙基前視sar圖像中獲取，其原理是發(fā)射機發(fā)射線性調(diào)頻信號，接收機接收線性調(diào)頻信號的回波信號后并進行脈沖壓縮處理，得到目標信號，所述目標信號位于接收機接收線性調(diào)頻信號的回波信號中心點處。步驟2，將雙基前視sar圖像距離向第i個像素單元的斜距記為ri：其中，i∈{1,2,…,m}，m表示雙基前視sar圖像的距離向包含的像素點單元個數(shù)，m為大于0的正整數(shù)；r0為雙基前視sar圖像的距離向進行采樣的時間起點對應(yīng)的距離；c為光速；fs為距離向采樣頻率；根據(jù)公式可知計算精度能夠達到單個像素點距離單元級別。結(jié)合彈載雙基前視sar平臺的高機動特點，該彈載雙基前視sar平臺的合成孔徑積累時間較短，彈載雙基前視sar平臺的運動軌跡可近似等效為一條直線，那么接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心與s構(gòu)成接收三角形△arbrs，發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心與s構(gòu)成發(fā)射三角形△atbts，根據(jù)三角形幾何性質(zhì)有：其中，v表示彈載雙基前視sar平臺的運動速度，△tm表示彈載雙基前視sar平臺的運動時間，cos表示求余弦操作，sin表示求正弦操作，rra表示ar時刻接收機與目標場景中心點的距離，rta表示at時刻發(fā)射機與目標場景中心點的距離，rrb表示br時刻接收機與目標場景中心點的距離，rtb表示bt時刻發(fā)射機與目標場景中心點的距離，ar和br為接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心，at和bt為發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心。通過聯(lián)立式，計算得到br時刻接收機到目標場景中心點的距離rrb，其中，其中，△r表示接收機所在平臺的運動距離，表示與ar對應(yīng)的擦地角，表示與br對應(yīng)的擦地角，α表示發(fā)射機在初始位置處的波束與曲線的夾角，β表示發(fā)射機運動到bt時刻時所處位置的波束與曲線的夾角，ra表示ar時刻和at時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和，rb表示br時刻和bt時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和，表示接收機的運動軌跡，表示發(fā)射機的運動軌跡，ar和br為接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心，at和bt為發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心。步驟3，首先，對雙基前視sar圖像進行圖像幾何校正并投影到地距平面，得到地距sar圖像；然后，對地距sar圖像通過目標識別得到目標場景中心點與彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心的相對位置信息，幾何關(guān)系如圖3所示。具體地，選取目標場景中心點s中的任意一個點目標，記為目標點p；然后如圖3所示，在三維坐標系xyz中，選取地距sar圖像中與目標場景中心點s位于同一個方位向像素單元，且與目標點p位于同一個距離向像素單元的點，記為輔助點g；△x為目標點p相距彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心的距離向偏移，△y為目標點p相距彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心的方位向偏移，br為接收機所在平臺在三維坐標系xyz中的位置，br的坐標為(x,y,h)，x表示接收機在三維坐標系xyz中x軸的坐標，y表示接收機在三維坐標系xyz中y軸的坐標，h表示接收機在三維坐標系xyz中的高度；φ為目標點p相對于接收機的俯仰角，θ為目標點p相對于接收機的方位角，rrb為彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心相對于接收機的距離，rrp為目標點p相對于接收機的距離，rrg為輔助點g相對于接收機的距離，為彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心相對于接收機的俯仰角，h為彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心相對于目標場景中心點s的邊緣點，f為彈載雙基前視sar平臺的波束在方向的投影點。計算得到輔助點g相對于接收機的距離rrg，則其中，m為地距sar圖像的距離向采樣點數(shù)，n為地距sar圖像的方位向采樣點數(shù)；△r為地距sar圖像中距離向的分辨率；△a為地距sar圖像中方位向的分辨率；rrp表示目標點p相對接收機的距離，θ表示目標點p相對接收機的方位角，φ表示目標點p相對接收機的俯仰角。將目標點p相對接收機的距離rrp、目標點p相對接收機的方位角θ和目標點p相對接收機的俯仰角φ，記為目標點p相對接收機的位置信息，其中目標點p為彈載雙基前視sar艦船目標；進而得到彈載雙基前視sar艦船目標的定位信息，其包括彈載雙基前視sar艦船目標相對接收機的距離、彈載雙基前視sar艦船目標相對接收機的方位角和彈載雙基前視sar艦船目標相對接收機的俯仰角。步驟4，對目標點p相對接收機的位置信息進行誤差分析；由于彈載雙基前視sar平臺的收發(fā)平臺分置，因此需要分析空時頻誤差和目標點p的運動誤差，進而分析所述運動誤差對目標點p相對接收機的位置信息獲得達到精度的約束需求。(1)空間同步誤差：空間同步誤差是由于彈載雙基前視sar平臺與地平面的交點未重合，即與目標定位模型上的目標場景中心點s未重合，彈載雙基前視sar平臺的收發(fā)平臺在相鄰合成孔徑中心時刻與波束中心構(gòu)成三角形△arbrs和△atbts不再具備公共頂點，導(dǎo)致后續(xù)計算結(jié)果具有誤差，其中收發(fā)平臺為發(fā)射機所在平臺和接收機所在平臺。假設(shè)以接收機波束中心與地面的交點為基準，則在實際過程中，彈載雙基前視sar平臺的空間同步誤差將以發(fā)射機所在平臺的α和β誤差形式引入到艦船目標的定位算法中；故為提高定位精度需對此進行嚴格要求，其具體要求在后續(xù)仿真提出。其中，α表示發(fā)射機在初始位置處的波束與曲線的夾角，β表示發(fā)射機運動到bt時刻時所處位置的波束與曲線的夾角，表示接收機的運動軌跡，表示發(fā)射機的運動軌跡，ar和br為接收機成像過程中的相鄰兩個合成孔徑中心，at和bt為發(fā)射機成像中的相鄰合成孔徑中心。(2)時間同步誤差時間同步誤差是由于彈載雙基前視sar平臺的時鐘源不穩(wěn)定導(dǎo)致，也就是收發(fā)平臺的脈沖重復(fù)頻率prf不同步，其具體可分為彈載雙基前視sar平臺的脈沖重復(fù)頻率觸發(fā)不同引入的固定時間誤差△τ0、隨時間變化的線性時間誤差△τ(tm)，以及發(fā)射機所在平臺不穩(wěn)定導(dǎo)致的抖動隨機誤差△τrand，即時間同步誤差模型為△τ：△τ＝△τ0+△τ(tm)+△τrand其中，△τrand為服從均值為0、方差為σ2的正態(tài)分布的隨機變量，即△τrand～n(0,σ2)。根據(jù)時間同步誤差模型△τ計算得到雙基前視sar的回波信號其中，wr[]表示發(fā)射機發(fā)射信號的距離窗函數(shù)，wa()表示發(fā)射機發(fā)射信號的方位窗函數(shù)，表示距離快時間，tm表示方位慢時間，γ表示發(fā)射機發(fā)射信號的調(diào)頻頻率，rrp表示目標點p相對于接收機的距離，fc表示發(fā)射機發(fā)射信號的中心頻率，c表示光速，exp為指數(shù)函數(shù)操作。忽略雙基前視sar的回波信號的包絡(luò)，去載頻并轉(zhuǎn)換到距離多普勒域，分析時間同步誤差對相位的影響，得到雙基前視sar的距離多普勒域回波信號s(fr,tm)：其中，rbf(tm)表示接收機與發(fā)射機分別到目標點p的距離和，λ表示發(fā)射機發(fā)射信號的波長，△τ表示時間同步誤差模型；基于雙基前視sar的距離多普勒域回波信號s(fr,tm)的表達式可知，固定時間誤差△τ0會造成誤差相位，得到誤差相位其中，fr表示雙基前視sar的距離多普勒域回波信號的距離向頻率，第一個誤差相位exp[-j2πfrδτ0]，造成目標點p聚焦位置在距離向發(fā)生偏移，使目標點p與目標場景中心點的位置關(guān)系發(fā)生改變，且與固定時間誤差△τ0成正比；第二個誤差相位exp[j2πfcδτ0]為常數(shù)項，對目標點p的成像和定位結(jié)果均不產(chǎn)生影響。線性時間誤差△τ(tm)造成的相位誤差為第一個誤差相位exp[-j2πfrδτ(tm)]會導(dǎo)致目標點p的距離歷程產(chǎn)生誤差，聚焦位置發(fā)生一定的偏移，使得目標點p與目標場景中心點的位置關(guān)系發(fā)生改變；嚴重時導(dǎo)致后續(xù)目標點p的成像處理過程中的去耦濾波器失效，聚焦效果嚴重降低，無法識別目標點p；第二個誤差相位exp[j2πfcδτ(tm)]為方位向時域線性誤差相位，使得目標點p的方位向頻譜發(fā)生偏移，其偏移量為為線性時間誤差系數(shù)。通過分析可知，線性時間誤差主要會影響目標點p在地距sar圖像中的位置發(fā)生，進而導(dǎo)致目標點p的測距以及圖像幾何校正過程產(chǎn)生誤差。隨機時間誤差△τrand造成的相位誤差為對于隨機誤差相位，其影響主要體現(xiàn)在所采集的信號在時間上有抖動，使得方位向的調(diào)頻性能下降，造成目標點p的副瓣抬高，聚焦性能變差；因此只要將隨機誤差限制在成像允許的范圍內(nèi)，其對目標點p的定位結(jié)果將無直接影響。(3)頻率同步誤差頻率同步誤差是由于發(fā)射機的載頻信號與接收機的本振信號間存在頻率誤差和不穩(wěn)定性，即雙基前視sar回波信號間存在相位誤差，其具體可分為固定頻率偏差△f0、隨時間變化的線性頻率偏差△aftm，以及隨機頻率偏差△frand，△af表示加速度誤差；其中，隨機頻率偏差△frand定義為滿足均值為0、方差為σ2的正態(tài)隨機變量；則在一個合成孔徑時間內(nèi)，頻率同步誤差將在目標點p的成像算法中引入的相位誤差其中，第一個誤差相位2π△f0tm為固定頻差在方位時域引入的線性相位，與線性時間誤差的影響結(jié)果一致；第二個誤差相位為線性頻差引入的二次相位，主要影響方位向的聚焦效果，使其方位向主瓣展寬和副瓣升高；第三個誤差相位△frand為隨機頻差引入的相位誤差，會造成方位向旁瓣抬高；第二個誤差相位和第三個誤差相位均是對成像引入的聚焦誤差，只要能夠保證目標識別的前提下，其對定位結(jié)果無直接影響。步驟5，首先建立收發(fā)平臺運動誤差幾何模型，如圖4所示，圖4為圖2中添加彈載雙基前視sar平臺理想運動軌跡后得到的彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型示意圖，圖4中的虛線表示彈載雙基前視sar平臺理想運動軌跡，實線表示彈載雙基前視sar平臺沿實際軌跡運動；在實際彈載雙基前視sar雷達平臺下，一個合成孔徑時間內(nèi)，實際彈載雙基前視sar雷達平臺具有較高的三維速度和加速度；故以此為依據(jù)，建立彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型。以北天東坐標系中的x方位為例：其中，△x't(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位發(fā)射機的固定誤差，△xr(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在距離向的誤差，△xr表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的接收機距離固定誤差，△x't表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的接收機方位固定誤差，△vrx表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的接收機速度誤差系數(shù)，△v'tx表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的發(fā)射機速度誤差系數(shù)，△arx表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的接收機加速度誤差系數(shù)，△a'tx表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位的發(fā)射機加速度誤差系數(shù)，rand(tm)為隨機誤差，tm表示方位慢時間。目標點p的坐標為(xp,yp,0)，以目標點p為例，在tm時刻，在具有運動誤差情況下，接收機與發(fā)射機分別到目標點p的距離和為rbf(tm)：進而得到接收機與發(fā)射機分別到目標點p的近似距離和其中：其中，r't(tm)表示發(fā)射機到目標點p的距離，rr(tm)表示接收機到目標點p的距離，x't(tm)表示北天東坐標系中x方位的發(fā)射機到目標點p的距離，△x't(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位發(fā)射機的固定誤差，x'p表示北天東坐標系中x方位的目標點p到發(fā)射機的距離，y't(tm)表示北天東坐標系中y方位的發(fā)射機到目標點p的距離，△y't(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中y方位發(fā)射機的固定誤差，y'p表示北天東坐標系中y方位的目標點p到發(fā)射機的距離，zt(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中z方位的發(fā)射機到目標點p的距離，△zt(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中z方位發(fā)射機的固定誤差，zp表示北天東坐標系中z方位的目標點p到發(fā)射機的距離，xr(tm)表示北天東坐標系中x方位的接收機到目標點p的距離，△xr(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中x方位接收機的固定誤差，xp表示北天東坐標系中x方位的目標點p到接收機的距離，yr(tm)表示北天東坐標系中y方位的接收機到目標點p的距離，△yr(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中y方位接收機的固定誤差，yp表示北天東坐標系中y方位的目標點p到接收機的距離，zr(tm)表示北天東坐標系中z方位的接收機到目標點p的距離，△zr(tm)表示彈載雙基前視sar平臺在北天東坐標系中z方位接收機的固定誤差，zp表示北天東坐標系中z方位的目標點p到接收機的距離，rt(tm)表示發(fā)射機到目標場景中心的距離。從上式可以看出，彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型將對距離歷程產(chǎn)生固定、線性、二次誤差，為了便于后續(xù)的分析及仿真，將運動誤差模型重新整合，得到目標點p相對于接收機的誤差斜距r'bf(tm)：其中，△r'表示彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型引入的固定誤差，△vtm表示彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型引入的線性誤差，表示彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型引入的二次誤差。在運動誤差情況下，得到目標點p的雙基前視sar的回波信號為將目標點p的雙基前視sar的回波信號轉(zhuǎn)化到距離頻域-方位時域，得到目標點p的雙基前視sar的距離頻域-方位時域回波信號其中，wr[]表示發(fā)射機發(fā)射信號的距離窗函數(shù)，wa()表示發(fā)射機發(fā)射信號的方位窗函數(shù)，表示距離快時間，tm表示方位慢時間，γ表示發(fā)射機發(fā)射信號的調(diào)頻頻率，fr表示雙基前視sar的距離多普勒域回波信號的距離向頻率。對上式進行整理，通過誤差相位便可分析目標點p的雙基前視sar的距離頻域-方位時域回波信號駐定相位點的變化，所述目標點p的雙基前視sar的距離頻域-方位時域回波信號駐定相位點為目標點p的雙基前視sar的距離頻域-方位時域回波信號相位導(dǎo)數(shù)為0的點；進而得到彈載雙基前視sar平臺的運動誤差幾何模型對目標點p的定位影響規(guī)律，包括以下三個誤差：(1)固定誤差：距離向帶來的線性誤差相位：目標場景中心點的測距將直接受到影響，與固定時間誤差的影響結(jié)果一致，即對定位算法中ar時刻和at時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和ra，以及br時刻和bt時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和rb各自的測量存在誤差，其固定誤差造成的偏移量為△r，△r表示接收機所在平臺的運動距離；且由于地距sar圖像在距離向的整體偏移，導(dǎo)致“斜投地”的結(jié)果存有誤差，直接對目標點p的定位結(jié)果造成誤差；其中，fr表示雙基前視sar的距離多普勒域回波信號的距離向頻率，c為光速。(2)線性誤差即速度誤差：方位向造成的線性誤差相位：造成目標點p在方位向發(fā)生偏移，使得通過地距sar圖像測得的目標點p距離具有誤差，同時，在地距sar圖像“斜投地”的過程中，對定位算法中的ra、rb、△x和△y的測量都會產(chǎn)生誤差，△x為目標點p相距彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心的距離向偏移，△y為目標點p相距彈載雙基前視sar平臺的波束照射場景中心的方位向偏移，ra為ar時刻和at時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和，rb為br時刻和bt時刻對應(yīng)的目標場景中心距離和；其中，fc表示發(fā)射機發(fā)射信號的中心頻率，△v表示彈載雙基前視sar平臺的運動速度誤差，tm表示方位慢時間。(3)二次誤差即加速度誤差：將造成二次誤差相位：加速度誤差將造成ra和rb在方位向的聚焦效果降低，主瓣展寬和旁瓣抬高；當(dāng)誤差較大時，會造成地距sar圖像散焦、出現(xiàn)虛假目標等現(xiàn)象，故該項在保證質(zhì)量的前提下，不會引起目標點p定位誤差，△a表示彈載雙基前視sar平臺的加速度誤差，tm表示方位慢時間。通過下述仿真實驗對本發(fā)明效果作進一步驗證說明。(一)仿真條件sar雷達參數(shù)及運動參數(shù)如下表所示：表1雷達平臺參數(shù)和運動參數(shù)載頻fc/ghz15波長/m0.02tp/us2帶寬/mhz100采樣頻率/mhz150兩平臺軌道夾角/°20場景中心點/m(0,10000,0)目標點坐標/m(-100,10100,0)接收機坐標/m(0,0,17000)發(fā)射機坐標/m(15000,0,18000)接收機所在平臺速度m/s(0,1750,-500)發(fā)射機平臺速度m/s(0,1050,-350)接收機所在平臺加速度m/s2(0,-30,10)發(fā)射機平臺加速度m/s2(0,-20,10)首先，以空時頻同步誤差與平臺運動誤差對目標定位的影響結(jié)果進行分類，如表2所示：表2系統(tǒng)誤差對定位的影響結(jié)果從表2可知，除空間同步外，其他誤差均會導(dǎo)致圖像目標點位置的偏移，且引起一定的測距誤差；故分別針對上述影響結(jié)果進行仿真。(二)仿真內(nèi)容(1)空間同步對定位結(jié)果的影響以接收機平臺波束中心與地面的交點為基準，發(fā)射機平臺的波束指向存在偏差，導(dǎo)致二者在地面的交點不重合，即存在空間同步誤差。在實際過程中，其誤差將以發(fā)射機平臺波束指向α、β的形式引入到定位算法中。但由于α、β角為空間角，相同的一個α角度會產(chǎn)生多組α、β的組合，為了更準確表示空間同步誤差對定位算法的影響。下面以兩平臺的波束中心指向在地面的交點偏差為誤差輸入，并對影響結(jié)果進行仿真。(2)目標點距離向偏移對定位結(jié)果的影響引起目標距離向的偏移主要由三種情況，分別為時間同步的固定誤差、線性誤差以及平臺運動的固定誤差，固定時間誤差△τ0引起的圖像目標點的偏移，將對距離的測量將產(chǎn)生△r0＝c·△τ0的誤差量，并通過仿真進行驗證，其結(jié)果如圖7所示，理論值與實際值重合，即對定位中的ra、rb產(chǎn)生△r0的計算誤差。(3)目標方位向偏移對定位結(jié)果的影響引起目標方位向的偏移主要有三種情況，分別為時間同步的線性誤差、頻率同步的固定頻差以及平臺運動的線性誤差。三者均通過在方位向頻域引入偏移量，導(dǎo)致目標點在成像域發(fā)生偏移，進而使斜投地產(chǎn)生誤差。(4)目標聚焦效果對定位結(jié)果的影響頻率同步的線性誤差和平臺運動的二次誤差均對圖像方位向聚焦效果產(chǎn)生影響。當(dāng)圖像聚焦效果下降時，一方面在確定攻擊目標點時，產(chǎn)生一定量的偏移誤差；另一方面，使得目標識別成功率下降，導(dǎo)致后續(xù)無法進行定位。當(dāng)攻擊的目標點產(chǎn)生偏移時，與圖像的偏移影響結(jié)果相一致，故不再闡述。(三)結(jié)果分析圖5給出波束中心點偏差±50m時，對定位結(jié)果的影響。從圖5中可以看出，同樣的波束中心點偏差會產(chǎn)生不同的波束指向誤差，但其導(dǎo)致的最大測距誤差均小于其波束中線點偏差。為了更好的表征空間同步誤差對定位精度影響，在構(gòu)型不變的情況下，輸入多組同步誤差，并求得其導(dǎo)致的最大誤差。如圖6(a)-圖6(e)所示，誤差輸入量從0m遞增到500m；圖6(a)-圖6(e)表示定位精度，接收機所在平臺對目標點測距誤差隨著兩平臺的波束中心誤差的增大成線性增長，但其最大測距誤差小于波束中心點偏差；俯仰角和方位角的定位誤差分別與波束中心點偏差呈三次關(guān)系和線性關(guān)系，在不考慮目標識別誤差前提下，將其定位按照幾何關(guān)系轉(zhuǎn)換到地面坐標系中，與實際目標點位置偏差不超過±5m。表明該定位算法對空間同步誤差有一定的包容性。固定時間誤差△τ0引起的圖像目標點的偏移，將對距離的測量將產(chǎn)生△r0＝c·△τ0的誤差量，如圖7所示，平臺運動的固定誤差同樣造成△r的誤差量，與固定時間相一致，而時間的線性同步誤差，其數(shù)量級在1ns到10ns級別，對圖像距離向的偏移可忽略。在只考慮ra、rb的誤差時，仿真結(jié)果如圖8(a)-圖8(e)所示，時間固定誤差輸入量從0ns遞增到500ns，對應(yīng)平臺的固定運動誤差為0m到150m；圖8(a)-圖8(e)表示定位精度，接收平臺對目標測距誤差和方位角誤差隨固定時間誤差呈線性增長；俯仰角定位誤差隨固定時間誤差先減小后增長。將其定位按幾何關(guān)系轉(zhuǎn)換到地面坐標系中，與實際目標點位置偏差不超過±1m?？梢缘贸?，單一的ra、rb誤差對定位結(jié)果影響較小，與空間同步結(jié)果相一致。在單一ra、rb誤差下，研究不同的△x、△y誤差對定位影響，其仿真結(jié)果如圖9(a)-圖9(e)所示，在仿真條件中加入150ns的固定延時，即ra、rb存在45m的測距誤差；同時，引入△x、△y的0到100m的投影偏差。從圖9(a)-圖9(e)的仿真結(jié)果可以看出，圖像偏移導(dǎo)致的投影偏差將全部體現(xiàn)在地平面的定位結(jié)果中，且會對其測距產(chǎn)生較大影響。故圖像目標點的距離向偏移對定位帶來的影響，主要體現(xiàn)在目標點的投影誤差。若定位精度為50m，則應(yīng)根據(jù)平臺構(gòu)型和與目標的相對位置關(guān)系，保證圖像偏移導(dǎo)致的投影誤差小于50m。引起目標方位向的偏移主要有三種情況，分別為時間同步的線性誤差、頻率同步的固定頻差以及平臺運動的線性誤差。三者均通過在方位向頻域引入偏移量，導(dǎo)致目標點在成像域發(fā)生偏移，進而使斜投地產(chǎn)生誤差，圖10(a)-圖10(e)是仿真條件為△x、△y引入0到50m的投影偏差。從圖10(a)-圖10(e)仿真結(jié)果可以看出，圖像方位向偏移導(dǎo)致的投影偏差會對其測距產(chǎn)生影響，且將全部體現(xiàn)在地距平面的定位結(jié)果中。故圖像目標點的方位向偏移對定位帶來的影響，主要體現(xiàn)在目標點的投影誤差。若定位精度為50m，則應(yīng)根據(jù)平臺構(gòu)型和與目標的相對位置關(guān)系，保證圖像偏移導(dǎo)致的投影誤差小于50m。頻率同步的線性誤差和平臺運動的二次誤差均對圖像方位向聚焦效果產(chǎn)生影響：當(dāng)圖像聚焦效果下降時，一方面在確定攻擊目標點時，產(chǎn)生一定量的偏移誤差；另一方面，使得目標識別成功率下降，導(dǎo)致后續(xù)無法進行定位。當(dāng)攻擊的目標點產(chǎn)生偏移時，與圖像的偏移影響結(jié)果相一致，故不再闡述。綜上所述，仿真實驗驗證了本發(fā)明的正確性，有效性和可靠性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍；這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁12