[发明专利]一种ADS-B与雷达的联合系统误差估计方法

说明书

一、技术领域

本发明属于ADS-B与雷达信息融合技术领域，适用于加装有ADS-B接收设备的军用雷达标校系统。

二、背景技术

在雷达组网系统中，由于传感器存在着系统误差，所获得的雷达目标量测很不准确，往往会偏离真实目标位置，为融合中心进一步的信息融合带来很大的困难。实际中对单个雷达的系统误差消除常常通过带有GPS设备的飞机按照既定航迹飞行来进行标校，这样做的优点是精度高，但是缺点也很多，比如：费用高、过程复杂、不能够实时处理等。考虑到民航客机均安装有航空交通管制广播式自动相关监视系统(Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADS-B)，而ADS-B设备可以将通过GPS得到的民航飞机的精确位置信息以广播形式向四周发射，因此可以通过ADS-B接收设备接收ADS-B广播信号，利用空中广泛存在的民航客机来对雷达进行标校。这样不但能够节约成本，还能够比较准确的消除系统误差。但是目前在利用ADS-B对雷达进行标校时，存在的最大问题是无法得到ADS-B发射设备发射数据信息的时间，使得雷达量测数据与ADS-B数据并没有时间对准，因此接下来进行的误差标校也不会准确。而现有的算法也都回避了这个问题。

三、发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种ADS-B与雷达的联合系统误差估计方法。由于实际系统中雷达是存在距离和角度系统误差的，使得目标量测并不准确，利用ADS-B设备获得的目标的真实位置信息可以准确的对雷达进行校准。根据实际工程经验，ADS-B发射设备在发射数据信息时并没有包含数据发射时刻的时间，因此在利用ADS-B对雷达进行标校时，雷达数据域ADS-B数据在时间上是没有对准的。本发明主要解决ADS-B与雷达数据没有时间对准情况下，建立ADS-B与雷达的联合系统误差估计模型，同时解决时间对准与雷达系统误差估计问题。

2.技术方案

本发明所述的一种ADS-B与雷达的联合系统误差估计方法，包括以下技术措施：根据获得的ADS-B接收时间，利用ADS-B数据发射时刻与雷达采样时刻的固定偏差作为ADS-B接收设备的系统误差，并与雷达的距离、方位角、俯仰角系统误差建立联合系统误差，建立基于ADS-B信息的雷达标校系统联合系统误差估计模型，并采用广义最小二乘法求解。

四、附图说明

图1是ADS-B与雷达目标探测示意图，其中(x_EA，y_EA，z_EA)为ADS-B信息发射时刻目标的位置，(x_ETr，y_ETr，z_ETr)为采样时刻目标位置，(x_ERm，y_ERm，z_ERm)为采样时刻雷达量测得到的目标位置，Δt_A为ADS-B信息发射时刻与采样时刻的时间差，v为目标速度，θ_A为目标航向；

图2是误差估计流程图。

五、具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。参照说明书附图，本发明的具体实施方式分以下几个步骤：

(1)ADS-B与雷达坐标转换Equation Chapter 1 Section 1

ADS-B设备是通过自身的GPS来获得精确位置信息的，用地理坐标(L_A，λ_A，H_A)来表示，其中L_A表示纬度，λ_A表示经度，H_A表示基于参考椭球体的高度，即海拔高度。而雷达获得的目标量测是以雷达为中心的局部坐标系。需要将ADS-B与雷达转换到统一的坐标系。

设雷达的地理坐标为(L_s，λ_s，H_s)，ECEF迪卡尔坐标为(x_s，y_s，z_s)，则