一种雷达系统误差估计方法

摘要

一种雷达系统误差估计方法，其步骤如下：⑴网格划分；⑵节点数据集划分；⑶接收目标数据；⑷判定收到的数据种类；⑸存储收到的雷达量测数据；⑹判定高精度信源数据是否存在对应的雷达目标批号；⑺时间配准；⑻计算新的雷达系统误差及其方差；查找新数据对隶属的节点；新数据对隶属的节点集合是否为空；计算节点处雷达系统误差；计算网格系统误差函数；计算待估计区域系统误差。其优点在于：由数据驱动的系统误差估计方法克服了雷达系统误差模型复杂，难于建立的困难，采用数值方法得到系统误差的区域分布，提高了估计精度；采用网格节点迭代计算与网格双线性函数插值，计算量小、工程实施方便；本发明可以用于岸基系统的雷达系统误差校准。

主权项

1.一种雷达系统误差估计方法，其特征在于：其步骤如下：第1步网格划分包括：划定一块扇形区域覆盖待估计系统误差的区域；的距离范围是，，其中距离指到雷达的距离，为最小距离、为最大距离，的方位角范围是，其中，表示与正北所成的角度；取，将距离范围划分为份，取，将方位角范围划分为份；网格的顶点称为节点，记到雷达距离为，与正北所成方位为的节点为，存储所有节点，网格以其左上角的节点标号作为自己的标号，左上角为的网格记为，存储所有的网格；第2步节点数据集划分包括：设定每个节点的支撑数据集划分方法；数据对是指时间配准后的高精度信源数据与雷达量测数据组成的对，通过划分方法判定数据对是否对的系统误差计算有贡献；划分方法为：数据对中的两个数据均满足与的距离差不超过，与的方位角差不超过，则属于节点的支撑数据集，其中，；第3步接收目标数据包括：接收雷达量测数据、高精度信源数据；其中，雷达量测数据指待估计系统误差的雷达探测到的目标数据，高精度信源数据指目标自身携带的高精度定位设备；第4步判定收到的数据种类：收到的如果是雷达量测数据则执行第5步，如果是高精度信源数据则执行第6步；第5步 存储收到的雷达量测数据；第6步判定高精度信源数据是否存在对应的雷达目标批号：查找目标批号对照表，如果找到第3步收到的高精度信源数据对应的雷达目标批号，则记录此目标批号，执行第7步，否则返回第3步；第7步时间配准包括：数据的时刻是指该数据的产生时刻，记第6步中被判定的高精度信源数据时刻为，找到目标批号索引的雷达量测数据中，时刻与相差最小的雷达量测数据，记为，其中为数据的时刻；将第6步中被判定的高精度信源数据对准到时刻，利用其速度进行外推或二点线性插值求得；将对准后的高精度信源数据转换到雷达量测坐标系，与组成数据对；存储并记雷达目标批号在时刻的数据对为，高精度信源数据，方差为，雷达量测数据，方差为；其中、取雷达标称精度（RMS），、由高精度信源标称精度（RMS）转至雷达量测坐标系求得；记对准后的高精度信源数据在坐标系中的矢量表示为，方差矩阵为，在雷达量测坐标系中的矢量表示为，方差矩阵为，其中为高精度信源标称精度（RMS）的平方作为对角线元素形成的对角阵；记坐标系到坐标系的矢量转换函数为，即，那么，其中为函数在处的雅可比矩阵，为它的转置矩阵，、取中对应的对角线元素开方；第8步计算新的雷达系统误差及其方差包括：由第7步得到的数据对计算得：，，其中为新雷达距离系统误差，为的方差，为新雷达方位系统误差，为的方差；第9步查找新数据对隶属的节点包括：遍历第1步存储的节点，按第2步设定的支撑数据集划分方法，判定第7步得到的数据对是否属于其支撑数据集，如果属于则记录此节点，最后存储记录的节点集合；第10步判定新数据对隶属的节点集合是否为空：如果第9步得到的节点集合不为空，则执行第11步，否则返回第3步；第11步计算节点处雷达系统误差包括：对第9步得到的节点集合中每一个节点计算系统误差：假设节点处的距离系统误差为，方差为，距离系统误差为，方差为，如果此节点未计算过系统误差则直接赋值，，，；否则按如下公式迭代计算一次：；其中为距离系统误差新的迭代值，为的方差，为方位系统误差新的迭代值，为的方差；存储迭代计算后的新误差及方差值：；第12步计算网格系统误差函数包括：首先遍历第9步找到的节点集合，找到所有以此集合中节点为顶点的网格集合，然后遍历此网格集合，记其中的网格内的系统误差函数为，，其中为网格内一点到雷达的距离，为此点方位，将网格按照估计出系统误差的顶点数分类，当顶点数为0时，此网格系统误差未知，标记系统误差函数不存在；当仅有一个时，此网格的系统误差；当有两个顶点，时，；当有三个顶点，，时，；当四个顶点均有估计值时，采用拉格朗日双线性插值多项式对四个顶点插值得到网格系统误差函数，其中表示网格内的距离系统误差插值函数，表示网格内的方位系统误差插值函数，将后四种情况得到的函数存储于网格；第13步计算待估计区域系统误差包括：第13步的第一步输入区域坐标输入区域中待估计点的坐标，记为，其中为此点到雷达的距离，为此点方位，即雷达到此点的矢量与正北所成角度；第13步的第二步判定系统误差函数是否存在查找此点所属的网格，如果此网格的系统误差函数存在，执行第13步的第三步，反之执行第13步的第四步，所述第13步的第三步是输出系统误差值，包括将第一步输入的代入第二步找到的网格的系统误差函数，计算并输出系统误差值；所述第13步的第四步是输出系统误差未知。