專利名稱：一種ads-b與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法
技術領域：
本發(fā)明屬于ADS-B與雷達信息融合技術領域，適用于加裝有ADS-B接收設備的軍用雷達標校系統(tǒng)。
ニ背景技術：
在雷達組網(wǎng)系統(tǒng)中，由于傳感器存在 著系統(tǒng)誤差，所獲得的雷達目標量測很不準確，往往會偏離真實目標位置，為融合中心進ー步的信息融合帶來很大的困難。實際中對單個雷達的系統(tǒng)誤差消除常常通過帶有GPS設備的飛機按照既定航跡飛行來進行標校，這樣做的優(yōu)點是精度高，但是缺點也很多，比如費用高、過程復雜、不能夠實時處理等?？紤]到民航客機均安裝有航空交通管制廣播式自動相關監(jiān)視系統(tǒng)(Automatic DependentSurveillance Broadcast, ADS-B),而ADS-B設備可以將通過GPS得到的民航飛機的精確位置信息以廣播形式向四周發(fā)射，因此可以通過ADS-B接收設備接收ADS-B廣播信號，利用空中廣泛存在的民航客機來對雷達進行標校。這樣不但能夠節(jié)約成本，還能夠比較準確的消除系統(tǒng)誤差。但是目前在利用ADS-B對雷達進行標校時，存在的最大問題是無法得到ADS-B發(fā)射設備發(fā)射數(shù)據(jù)信息的時間，使得雷達量測數(shù)據(jù)與ADS-B數(shù)據(jù)并沒有時間對準，因此接下來進行的誤差標校也不會準確。而現(xiàn)有的算法也都回避了這個問題。

發(fā)明內容
I.要解決的技術問題本發(fā)明的目的在于提供ー種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法。由于實際系統(tǒng)中雷達是存在距離和角度系統(tǒng)誤差的，使得目標量測并不準確，利用ADS-B設備獲得的目標的真實位置信息可以準確的對雷達進行校準。根據(jù)實際工程經(jīng)驗，ADS-B發(fā)射設備在發(fā)射數(shù)據(jù)信息時并沒有包含數(shù)據(jù)發(fā)射時刻的時間，因此在利用ADS-B對雷達進行標校吋，雷達數(shù)據(jù)域ADS-B數(shù)據(jù)在時間上是沒有對準的。本發(fā)明主要解決ADS-B與雷達數(shù)據(jù)沒有時間對準情況下，建立ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計模型，同時解決時間對準與雷達系統(tǒng)誤差估計問題。2.技術方案本發(fā)明所述的ー種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法，包括以下技術措施根據(jù)獲得的ADS-B接收時間，利用ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時刻與雷達采樣時刻的固定偏差作為ADS-B接收設備的系統(tǒng)誤差，并與雷達的距離、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信息的雷達標校系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計模型，并采用廣義最小二乗法求解。
四

圖I是ADS-B與雷達目標探測示意圖，其中(xEA，yEA, zEA)為ADS-B信息發(fā)射時刻目標的位置，(xEft，yETr，zETr)為采樣時刻目標位置，(Xekdi, yEEm, ZeeJ為采樣時刻雷達量測得到的目標位置，AtA為ADS-B信息發(fā)射時刻與采樣時刻的時間差，V為目標速度，ΘΑ為目標航向；圖2是誤差估計流程圖。
五具體實施例方式以下結合說明書附圖對本發(fā)明作進ー步詳細描述。參照說明書附圖，本發(fā)明的具體實施方式
分以下幾個步驟(I) ADS-B 與雷達坐標轉換 Equation Chapter I Section IADS-B設備是通過自身的GPS來獲得精確位置信息的，用地理坐標(LA，λ A, Ha)來表示，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。而雷達獲得的目標量測是以雷達為中心的局部坐標系。需要將ADS-B與雷達轉換到統(tǒng)ー的坐標系O設雷達的地理坐標為(Ls，λ s，Hs)，ECEF迪卡爾坐標為(xs, ys，zs)，則
權利要求
1.用于ー種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法，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)誤差估計模型，采用最小二乗法求解誤差估計模型，其特征在于 (1)將ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時刻與雷達采樣時刻的固定偏差作為ADS-B接收設備的系統(tǒng)誤差，并與雷達的距離、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信息的雷達標校系統(tǒng)聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計模型。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法，其特征在于將ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)射時刻與雷達采樣時刻的固定偏差作為ADS-B接收設備的系統(tǒng)誤差，并與雷達的距離、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)射時處于(xEA,yEA,zEA),經(jīng)歷過Δ Α時間后目標位于(xEft,yETr，zEft)處并被雷達探測到，由于雷達存在的系統(tǒng)誤差，雷達量測相對于目標真實位置有一定的偏差，位于(xEKm，yEEm，ZEKm)處，令ADS-B信息的接收時間與雷達的接收時間同步，當不同步時通過數(shù)據(jù)處理方法變成同步數(shù)據(jù)，同時假定雷達的采樣周期與ADS-B的數(shù)據(jù)發(fā)射周期相同，則ADS-B系統(tǒng)的發(fā)射時間與接收時間的差值At為ー固定值，由于ADS-B所獲取的目標位置近似于真實值，因此將AtA作為ADS-B接收設備的系統(tǒng)誤差，再根據(jù)雷達的系統(tǒng)偏差，得到標校系統(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)權利要求I所述的ー種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法，其特征在于根據(jù)聯(lián)合系統(tǒng)誤差建立的基于ADS-B信息的雷達標校系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計模型，采用如下的步驟根據(jù)ADS-B與雷達所獲得的關于目標的位置，令
全文摘要
本發(fā)明公開了一種ADS-B與雷達的聯(lián)合系統(tǒng)誤差估計方法，該方法屬于ADS與雷達信息融合技術領域。目前在利用ADS-B設備對雷達進行標校時，存在的最大問題是無法得到ADS-B發(fā)射設備發(fā)射數(shù)據(jù)信息的時間，使得雷達量測數(shù)據(jù)與ADS-B數(shù)據(jù)并沒有時間對準，因此接下來進行的誤差標校也不會準確。而現(xiàn)有的算法也都回避了這個問題。為了有效解決實際應用中的時間對準以及雷達系統(tǒng)誤差估計問題，本發(fā)明基于ADS-B的接收時間定義了一種新的ADS-B時間系統(tǒng)誤差，建立了ADS-B與雷達系統(tǒng)誤差聯(lián)合估計模型，最后通過最小二乘算法求解，達到了利用ADS-B精確的校準雷達的目標。
文檔編號G01S7/40GK102692621SQ20121017473
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權日2012年5月23日
發(fā)明者何友, 唐小明, 朱洪偉, 王國宏, 王海鵬 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學院