专利名称：基于本地滤波的机动雷达分布式组网误差配准器的制作方法
技术领域：
本发明属于多传感器组网融合数据处理技术中的误差配准领域，适用于舰载雷达、机载雷达等机动平台雷达间的分布式组网系统。
ニ背景技术：
机动平台是雷达在实际作战运用中的重要载体，分布式机动雷达网是ー种典型的多传感器系统组网模式。在多传感器组网系统中，如何对各传感器的系统误差进行有效的配准和补偿，是其核心关键技术之ー。目前，关于机动雷达网误差配准技术的研究比较少。比较典型的有=Helmick利用 卡尔曼滤波技术实现了机动雷达量测和姿态角误差的实时估计，但算法是在假设机动雷达之间距离很近时给出的，只适用于同一机动平台多雷达的误差配准问题；Kastella通过解耦的方式实现了移动平台定位误差的估计，但需要利用固定參考点的先验知识。实际中，机动雷达网主要是由跨平台、大距离范围内分布的雷达，采用分布式组网融合结构构成的，而现有机动雷达网误差配准技术，主要是针对集中式雷达组网系统，算法的假设和构建的模型都不符合实际工程背景要求，都没有系统、全面地对机动雷达网误差配准问题进行建模和求解。
发明内容
I.要解决的技术问题本发明的目的在于提供一种用于机动雷达分布式组网的误差配准器。该误差配准器利用多机动雷达对于公共探測区域内非合作目标的有偏局部航迹滤波值，通过等效量测的求解和系统误差量测模型的构建，采用Kalman滤波技术，得到了系统误差的估计，并最终实现了机动雷达系统误差的配准。本误差配准器适用于采用分布式融合结构的机动雷达组网系统，且不对雷达间的距离进行约束，不需要利用固定參考点的先验知识，因而应用范围广，实用性较强。2.技术方案本发明所述的用于机动雷达分布式组网的误差配准器，包括以下技术措施首先各雷达利用其包含系统误差的量测，根据不包含系统误差的量测方程，对目标的航迹进行滤波，从而得到目标状态的有偏估计，并把其上传到融合中心，然后融合中心利用各个雷达上传的关于同一个目标的有偏估计，根据雷达的滤波方程，求解出雷达的等效量测，井根据其构建系统误差的量测方程，最终结合系统误差的状态转移方程，采用Kalman滤波技木，滤波得到各机动雷达的系统误差估计，最終消除各雷达的系统误差，实现各雷达的配准。3.有益效果本发明相比背景技术具有如下的优点(I)该误差配准器可解决分布式机动雷达组网系统的误差配准问题；(2)在满足可观测性条件下，该误差配准器可对具有任意位置关系的雷达进行配准；(3)该误差配准器可对雷达量测和姿态角系统误差进行估计，且估计精度高，收敛速度快。
四
图I为本发明的实施原理流程图。
五具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明作进ー步详细描述。參照说明书附图，本发明的具体实施方式
分以下几个步骤(I)组网系统由两部三维机动雷达i(i = 1,2)组成，雷达i存在距离误差W、方位角误差ゲ、俯仰角误差绰、偏航角误差V、纵摇角误差V和横摇角误差V，且它们都是常量加性误差。在k时刻，雷达i在地球直角坐标系中的坐标为xis(k) = [xis(k), yis(k),Zis (k) Γ，对应的地理坐标为Xisp (k) = [Li (k)，Bi (k)，Hi (k) Γ，其机动载体平台包含误差的姿态角为Vt(Jc) = [ 9,(k),Φ人K)，CCi(た)],，不含偏差的姿态角为V;(k) = [ 9;(k),我'(た)，a;(k)]'。雷达i在k时刻量测得到含有系统误差和量测噪声Wi (k)的目标量测为Zidp(k)=Lri (k), 0i(k)，JIiGO]'，设不含偏差的真值量测为^^) = [/；_’(た)，办た)，:7,:(た)Γ，其中WiGO为零均值白色量测噪声，其方差R(Wi)为diag(<，CTK)，并且量测偏差和量测噪声之间是相互独立的。根据载体坐标系、NED坐标系和地球直角坐标系之间的变换关系，机动雷达组网系统存在系统误差的量测方程可线性化近似表示为Zig(k> Hi(Zc)X(Jc) + 11观 +W;(k)(I)其中Zig为k时刻雷达i在地球直角坐标系中的量测向量；X (k)为k时刻目标在地球直角坐标系中的状态向量，
权利要求
1.用于机动雷达分布式组网系统的误差配准器，其特征在于包括以下技术措施 (1)融合中心利用雷达上传的本地滤波有偏状态估计求解目标的等效量测； (2)融合中心利用求解出的等效量测构建系统误差的量测方程。
2.如权利要求I所述的用于机动雷达分布式组网系统的误差配准器，其特征在于所述融合中心利用雷达上传的本地滤波有偏状态估计求解目标的等效量测，实现步骤为①各机动雷达利用包含系统误差的量测，根据不包含系统误差的量测方程对目标的状态进行滤波，可得存在偏差的目标状态估计太@+ιμ+ι),其中机动雷达不包含系统误差的量测方程为 Zig=HiX^ik) Zig为雷达对目标的地球直角坐标系量测，Hi为雷达的地球直角坐标系量测矩阵，w；{k)为雷达的地球直角坐标系量测噪声；②融合中心利用各雷达上传的目标状态估计采用下式，求得各雷达关于目标的等效量测
3.如权利要求I所述的用于机动雷达分布式组网系统的误差配准器，其特征在于所述融合中心利用求解出的等效量测构建系统误差的量测方程，实现步骤为融合中心利用其求取的等效量测，按照下式构建系统误差的量测方程
全文摘要
本发明公开了一种基于本地滤波的机动雷达分布式组网误差配准器，该技术属于雷达数据处理领域。现有机动雷达网误差配准技术，主要是针对集中式雷达组网系统，算法的假设和构建的模型与实际工程背景不相符，不能有效解决实际工程中普遍存在的分布式雷达组网系统的误差配准问题。本发明针对分布式雷达组网系统，通过机动雷达的有偏滤波、融合中心的等效量测求解和系统误差量测模型的构建，采用Kalman滤波技术，最终得到了系统误差的有效估计，实现了机动雷达分布式组网系统的误差配准。本误差配准器适用于采用分布式融合结构的机动雷达组网系统，且不对雷达间的距离进行约束，不需要利用固定参考点的先验知识，针对性和实用性较强。
文档编号G01S7/40GK102841338SQ201210174759
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者何友, 崔亚奇, 王国宏, 熊伟, 董云龙, 王海鹏 申请人:中国人民解放军海军航空工程学院