[发明专利]雷达组网系统的空间配准方法

权利要求书

1.一种雷达组网系统的空间配准方法，所述雷达组网系统内包含多部雷达，其实现步骤包括如下：

1)设定雷达组网系统的监视区域，选定监视区域中心点作为初始栅格单元的中心点；

2)根据雷达组网系统内各雷达波束指向选出照射到监视区域的雷达；

3)计算雷达组网系统内各雷达在监视区域中心点处形成的初始空间分辨单元信息以及初始栅格单元中心点相对于指向监视区域的各雷达的方位角θ_i和俯仰角其中1≤i≤N,N表示所述指向监视区域的雷达总数；

4)将每个雷达的初始空间分辨单元近似为椭球形状，计算该椭球区域的协方差矩阵C_i，其中1≤i≤N,N表示所述指向监视区域的雷达总数；

5)计算初始栅格单元的大小和对应的旋转矩阵P；

5a)根据各椭球区域的协方差矩阵C_i，计算各椭球相交区域的协方差矩阵C：

其中，(·)^-1表示矩阵求逆运算，k_i表示所述指向监视区域的第i部雷达对应的椭球区域的协方差矩阵的权重系数，k_i的取值依据行列式最小准则确定；

5b)对各椭球相交区域的协方差矩阵C进行特征值分解，C＝VDV^-1，得到特征值矩阵D和特征向量矩阵V；

根据特征值矩阵D得到初始栅格单元的大小为：

其中，的对角线元素表示初始栅格单元三维尺寸，m表示松弛因子，m的取值由雷达参数和布站情形确定；

5c)根据特征向量矩阵V的正交特性，将C＝VDV^-1变换为：C＝(V^-1)^TDV^-1，得到初始栅格单元对应的旋转矩阵为：P＝V^-1

其中(·)^Τ表示矩阵的转置运算；

6)根据初始栅格单元的大小和对应的旋转矩阵P，将监视区域划分为E个格网单元；

7)完成空间配准：

根据指向监视区域的每个雷达与E个格网单元的角度关系，将每个格网单元对应到该雷达的接收通道；

根据指向监视区域的每个雷达与E个格网单元的距离关系，将每个划分出的格网单元对应到该雷达的距离单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤2)中根据雷达组网系统内各雷达波束指向选出照射到监视区域的雷达，是对雷达组网系统内每个雷达分别作判别，根据监视区域中心点坐标和雷达位置坐标计算出监视区域中心相对于该雷达的方位角ɑ和俯仰角β，若ɑ、β分别在该雷达当前时刻发射波束的方位、俯仰角度范围内，则将该雷达归为指向监视区域的雷达。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤3)中计算雷达组网系统内各雷达在监视区域中心点处形成的初始空间分辨单元信息以及初始栅格单元中心点相对于指向监视区域的各雷达的方位角θ_i和俯仰角按如下步骤进行：

3a)为了简化计算，将雷达在监视区域中心点处形成的初始空间分辨单元近似为长方体；

3b)设初始空间分辨单元的长方体中心与雷达站的距离为r，计算得出该长方体在距离维上的长度Δr，在方位维上的长度rΔθ，在俯仰维上长度其中，r通过距离计算公式得到，Δr、Δθ和分别为已知的雷达距离分辨率、方位角分辨率和俯仰角分辨率；

3c)根据初始栅格单元中心点坐标和雷达位置坐标即可计算出初始栅格单元相对于指向监视区域的各雷达的方位角θ_i和俯仰角其中1≤i≤N,N表示所述指向监视区域的雷达总数。