[发明专利]一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法

说明书

本发明公开了一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法，包括雷达目标高度到海拔高度变换、雷达目标位置到球面位置变换，可用于雷达数据预处理，支持基于数据链的多平台复合跟踪，有助于在编队成员之间生成可共享的单一合成态势图(SIP－Single Integrated Picture)，本发明可广泛应用于海警巡逻、远洋护航、深海远望、舰队作战等洋区编队运行。

技术领域

本发明涉及一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法，属雷达目标监视领域。

背景技术

信息技术的迅猛发展和广泛应用，促进了监视感知理论的不断创新，网络中心架构是信息时代的必然产物，网络中心架构的本质是以态势图为中心进行编队平台任务筹划分配。

海上编队态势共享基于数据链组网进行，各平台通过目标感知、边缘计算、交换服务等复合跟踪处理，实现编队内所有成员共享一张精确合成态势图(SIP－SingleIntegrated Picture)，用于载荷控制，支持协同运行。

复合跟踪在多个传感器平台之间进行，通过对雷达目标按报告职责实时交换和关联解算，确定目标的统一编识号、地理位置、海拔高度、真速度矢量以及目标属性等实时信息，在各个平台之间自然形成一致的，且不丢、不重、不乱的目标航迹。为了使目标航迹精度达到实时协同控制要求，边缘计算首先要对本平台雷达目标进行投影变换，以降低目标参数误差对复合跟踪系统的影响。

现有的海上编队雷达数据处理尚未采用边缘计算方法实现分布式目标态势统一与共享，现有的多雷达航迹融合均采用中心集中式处理，系统误差修正采用传感器位置校准或实时校准方法，缺少考虑地球曲率产生的投影误差修正问题，单平台雷达数据处理，由于投影误差是否修正不影响目标航迹跟踪的连续性，也缺少考虑投影误差修正。

发明内容

本发明针对海上编队生成单一合成态势图，提供了一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法。每一个传感器平台在对目标进行复合跟踪处理之前，对雷达目标进行投影误差修正，将本地雷达测量的目标高度转换为海拔高度，目标极坐标位置转换为地(球) 面位置，使得分散在海上不同位置的平台探测到的目标数据都基于球面表述，保障复合跟踪中雷达点迹分布式处理不会增加新的精度损失。

本发明具体包括如下步骤：

步骤1，进行目标投影建模；

步骤2，计算目标海拔高度；

步骤3，计算目标在雷达平面的投影；

步骤4，计算目标在大地球面的投影；

步骤5，将得到目标在大地球面的投影用于雷达数据预处理，生成态势图(SIP-SingleIntegratedPicture)，态势图可广泛应用于海警巡逻、远洋护航、深海远望、舰队作战等洋区编队运行。

步骤1包括：以雷达天线位置为原点，用极坐标(ρ，α，θ)表示雷达探测的目标位置，ρ为目标斜距、α为相对于正北的目标方位角、θ为目标仰角，将(ρ，α，θ)转换为直角坐标(x_ρ，y_ρ，h)，有：

其中，x_ρ表示目标的横坐标，y_ρ表示目标的纵坐标，h表示目标的垂直坐标。

建立目标的平面投影模型和球面投影模型，其中，

目标平面投影模型为：

目标球面投影模型为：(Z+R)²＝D²+[(a+R+h)]²

式中，D表示ρ在雷达平面上的投影长度，Z表示目标的海拔高度，R表示地球半径(6371.3km)，a表示雷达天线海拔高度。

步骤2包括：