[发明专利]一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法

摘要

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。

主权项

1.一种用于海上编队的雷达目标球面投影方法，其特征在于，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；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，a表示雷达天线位置的海拔高度；步骤2包括：将D＝ρcosθ，h＝ρsinθ代入目标球面投影模型中，得到：Z(Z+2R)＝2(a+R)ρsinθ+a(a+2R)+ρ²，即：由于R＞＞a，R＞＞Z，对上式进行转换，得到目标的海拔高度计算公式为：步骤3包括：令K₁称为平面投影系数，则目标平面投影模型转换为：D＝K₁·ρ              (2)根据相似形各边同比例原理，可得目标在雷达平面上的投影坐标为，其中，x表示目标在雷达平面上的投影的横坐标，y表示目标在雷达平面上的投影的纵坐标；步骤4包括：步骤4‑1，其中，β表示球面上的目标投影点Q与雷达位置点S构成的圆心角，为圆周角，d为的对边切雷达位置的边长，假设有P点，边长为由于而则，步骤4‑2，用公式(1)代换步骤4‑1公式中的h，得到：步骤4‑3，令K₂称为球面投影系数，则：d＝K₂·D，将公式(2)代入上式，得：d＝K₁·K₂·ρ             (3)步骤4‑4，用P点近似代替目标在球面上的投影点，根据相似形各边同比例原理，可求得目标的球面投影点坐标P(X_Q,Y_Q)，即：其中，X_Q表示目标在球面上的投影的东向坐标，Y_Q表示目标在球面上的投影的北向坐标；则雷达目标的球面投影坐标和海拔高度计算公式为：