船载雷达海上精度鉴定方法

摘要

船载雷达海上精度鉴定方法，涉及航天器姿态控制地面应用领域，为解决现有技术无法实现船载雷达高精度高频度的海上精度鉴定的问题，在船载雷达设备天线三轴中心安装星敏感器，船进坞坐墩时，经纬仪标定零位差和照准差，星敏感器标定主点、焦距以及光学畸变参数；雷达标定轴系误差，雷达和星敏感器同时跟踪空间目标，星敏感器实时拍摄雷达天线指向星图，根据视轴初始指向及视场半径及视场范围，计算星敏感器视轴精确姿态、空间目标的地心系矢量、空间目标地平系方位角、俯仰角及空间目标甲板系方位角、俯仰角。根据空间目标的甲板系指向，雷达设备跟踪空间目标实测角度，利用高精度星敏感器实现对其进行精度鉴定，本发明实现雷达精度鉴定的常态化。

主权项

船载雷达海上精度鉴定方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、在船载雷达设备天线三轴中心捷联安装星敏感器SS1；步骤二、船进坞坐墩时，船载标校经纬仪标定零位差和照准差，所述星敏感器SS1标定主点、焦距以及光学畸变参数；船载雷达标定轴系误差；步骤三、船载雷达和星敏感器同时跟踪空间目标，星敏感器实时拍摄雷达天线指向的星图，t时刻船载雷达跟踪空间目标实时测量甲板系的方位角和俯仰角为(A_bt,E_bt)，构成甲板坐标系向量V_bt，经过船摇修正得到雷达电轴地平系向量V_DPt，对所述雷达电轴地平系向量V_DPt进行船位、极移、自转以及岁差修正后转换到地心惯性坐标系向量V_CISt，解算星敏感器视轴初始指向(α_0t,β_0t)；步骤四、根据步骤三获得的视轴初始指向(α_0t,β_0t)及星敏感器的视场半径R，计算星敏感器的视场范围(C_α,C_β)，采用基于导航星域的快速识别算法，进行星图识别，并利用星图中多颗恒星与导航星的对应关系，计算星敏感器视轴精确姿态(α_t,β_t,γ_t)，再利用t时刻空间目标的像点坐标构建星敏感器观测矢量W_t，对所述观测矢量进行畸变二次拟合校正，获得校正后的观测矢量为W_t'，采用下式计算空间目标的地心系矢量V_t：$V_t={\left(R_{CIS}^s\right)}^{-1}{W}_t^{\prime }$式中，为星敏感器姿态矩阵，CIS为地心惯性坐标系，s为星敏感器坐标系；步骤五、对步骤四所述的空间目标的地心系矢量V_t，进行岁差、章动、极移、地球自转的变换后，获得空间目标地平系矢量，解算空间目标地平系方位角和俯仰角对所述空间目标地平系俯仰角进行蒙气差修正，获得修正后的空间目标地平系俯仰角重构空间目标地平系矢量，再经过船摇修正，获得空间目标的甲板系指向，用公式表示为：式中，为t时刻船体姿态矩阵，(Ω_t,Ψ_t)为星敏感器测量的空间目标甲板系的方位角和俯仰角，b为甲板坐标系，DP为惯导地平系；步骤六、根据船载雷达跟踪空间目标实时测量甲板系的方位角和俯仰角(A_bt,E_bt)，修正轴系误差后的方位角和俯仰角(A'_bt,E'_bt)，采用星敏感器实现对修正后的方位角和俯仰角(A'_bt,E'_bt)进行精度鉴定，用公式表示为：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\delta A}}_t={\Omega }_t-A_{bt}^{\prime }\\ {\mathrm{\delta E}}_t={\Psi }_t-E_{bt}^{\prime }\end{array}\right.$式中，(δA_t,δE_t)为雷达电轴指向的方位角和俯仰角的偏差。