[发明专利]基于实时ADS-B数据的雷达在线精度分析方法

权利要求书

1.一种基于实时ADS-B数据的雷达在线精度分析方法，采用的雷达数据在线精度分析系统包括计算机和ADS-B接收机构成的终端(1)；与终端中ADS-B接收机电连接的ADS-B天线(2)和GPS天线(3)；终端中计算机与被测雷达(4)电连接；其特征在于步骤如下：

步骤1：数据接收

步骤1.1：终端通过ADS-B接收机接收的民航信息，并解码得到民航位置数据，然后将GPS接收的UTC时标打入所述民航位置数据中，得到ADS-B数据；

步骤1.2：终端通过计算机接收被测雷达带UTC时标的雷达数据表示目标i的第n个雷达数据，Tr_iⁿ表示雷达探测到目标i的时间、Rr_iⁿ表示目标i与雷达的距离、Ar_iⁿ表示目标i与雷达的方位角、Er_iⁿ表示目标i与雷达的俯仰角；

步骤2：坐标转换；

将ADS-B数据在大地坐标系下的经纬高转换到以地球质心为原点的空间直角坐标系，再转换到以被测雷达为中心的站心坐标系，从而使ADS-B数据和雷达数据在一个统一的三维坐标系下，此时ADS-B数据为表示目标j的第m个ADS-B数据,表示ADS-B接收机接收到目标j的时间、表示目标j与ADS-B接收机之间的距离、表示目标j与ADS-B接收机之间的方位角、目标j与ADS-B接收机之间的俯仰角、分别表示目标j在三维坐标系中三个方向的速度；

步骤3：数据匹配

步骤3.1：粗关联

步骤3.1.1：雷达在Tr_i¹时刻第一次探测到目标i并将数据送至终端，设置时间阈值t，在已有ADS-B数据中筛选出满足条件的数据集

其中1≤k≤K；1≤l≤L；

表示筛选出的目标k的第l个ADS-B数据；

K表示筛选出的目标个数；

L表示筛选出的每个目标包含的数据个数；

步骤3.1.2：在筛选出的K个目标中，计算目标k到雷达数据距离平均值其中将表示目标k的第l个ADS-B数据与雷达数据点的距离；

选择平均距离最短的ADS-B数据中目标k与雷达数据中目标i进行粗关联，认为两个目标初步匹配；

步骤3.2：二次关联

雷达在Tr_i²时刻第二次探测到目标i并将数据送至终端，设置时间阈值t，在已有ADS-B数据中筛选出满足条件的数据集并计算目标k到雷达数据与综合路径平均值选取综合路径平均值最小的目标k；若该目标对应数据满足：即该ADS-B目标k与雷达探测目标i空间距离小于设定的阈值r且二者方位航向角相差小于设定阈值a，则判定ADS-B数据中的目标k与雷达数据中的目标i匹配；

雷达在Tr_i³时刻第三次探测到目标i时，若通过前两个雷达数据点已经匹配到ADS-B数据，则直接指定已匹配的ADS-B目标与之匹配；若没有，继续按照步骤3.1和3.2寻找匹配的ADS-B目标；

步骤4：时间对齐及位置预测

在雷达数据目标i与ADS-B数据目标k已匹配的情况下，假设Tr_i时刻雷达数据为R_i＝[Tr_i,Rr_i,Ar_i,Er_i]，此时与之匹配的ADS-B数据中距Tr_i时间间隔最短的数据为A_k＝[Ta_k,Ra_k,Aa_k,Ea_k,Vx_k,Vy_k,Vz_k]；则可预测Tr_i-Ta_k时间间隔内，目标三轴移动量为(Tr_i-Ta_k)*(Vx_k,Vy_k,Vz_k)，从而得到ADS-B数据在Tr_i时刻的位置预测值

步骤5：计算误差并显示；

将匹配后同一目标、同一时刻的雷达数据与步骤4处理后的ADS-B预测值做差，获得被测雷达距离探测误差、方位探测误差、俯仰探测误差，并分别以数据表形式和误差曲线形式在终端界面进行显示。