專利名稱：雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線電定位系統(tǒng)的誤差標定方法與裝置，尤其涉及一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法與裝置，能夠對低功率雷達近區(qū)的動態(tài)跟蹤誤差進行標定并獲得精確航跡。
背景技術：
雷達動態(tài)跟蹤精度標定是雷達研制的一項重要內(nèi)容，是保障雷達探測跟蹤性能的關鍵指標。目前，雷達動態(tài)跟蹤誤差主要采用實射靶彈的方法進行標定，即通過事先計算靶彈的彈道軌跡，或者通過其他標準雷達測量出靶彈的彈道軌跡，將其作為標準值與被測雷達跟蹤到的彈道軌跡相對比，進行雷達動態(tài)跟蹤誤差的標定。但是無論是事先計算的彈道軌跡還是標準雷達測量的軌跡，本身都存在一定誤差，一般為米級，這個誤差將直接帶入雷達標定中，且這種方法的代價較高，給雷達標定帶來一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，包括空中模擬目標和坐標接收站；所述空中模擬目標在空中受控飛行，其在反射雷達電波的同時對自身坐標進行定位，并將定位數(shù)據(jù)傳回所述坐標接收站；所述坐標接收站固定安裝在地面，其接收所述空中模擬目標傳回的實時定位數(shù)據(jù)并與雷達回波定位數(shù)據(jù)相對比，完成雷達動態(tài)跟蹤誤差標定。在上述技術方案中，所述空中模擬目標為搭載有雙差分GPS移動站的遙控飛行器；所述坐標接收站為與所述雙差分GPS移動站對應的雙差分GPS固定站。在上述技術方案中，所述遙控飛行器為新I型靶機。在上述技術方案中，所述雙差分GPS移動站分包括數(shù)據(jù)處理盒、衛(wèi)星接收天線和發(fā)射電臺；所述衛(wèi)星接收天線安裝在遙控飛行器的上部中間位置的外部，用于接收GPS衛(wèi)星定位信號；所述數(shù)據(jù)處理盒包括數(shù)據(jù)處理芯片、電路及配套電源，安裝在遙控飛行器的中部靠前的位置；所述發(fā)射電臺固定安裝在遙控飛行器的底部。在上述技術方案中，所述雙差分GPS移動站的數(shù)據(jù)采集頻率為5Hz。本發(fā)明還提供了一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，使用空中模擬目標和與之對應的地面坐標接收站；并包括如下步驟:在所述空中模擬目標靜止于地面時，啟動空中模擬目標上搭載的移動定位裝置，對空中模擬目標進行精確定位，并將帶時間標簽的定位數(shù)據(jù)發(fā)送到所述地面坐標接收站；當所述地面坐標接收站正確接收到所述定位數(shù)據(jù)時，啟動空中模擬目標的飛行載具，使空中模擬目標按照指定軌跡在雷達有效探測范圍內(nèi)進行飛行；雷達將空中模擬目標作為探測目標并對其位置進行探測、掃描和跟蹤，并記錄其航跡；
所述地面坐標接收站將實時接收到的帶時間坐標的空中模擬目標的定位數(shù)據(jù)傳送到雷達的處理機中，與雷達測量到的空中模擬目標飛行位置和軌跡進行對比，對雷達的動態(tài)跟蹤誤差進行標定。在上述技術方案中，所述空中模擬目標上搭載的移動定位裝置為雙差分GPS移動站。在上述技術方案中，所述空中模擬目標的飛行載具為新I型靶機。在上述技術方案中，所述雙差分GPS移動站分包括數(shù)據(jù)處理盒、衛(wèi)星接收天線和發(fā)射電臺；所述衛(wèi)星接收天線安裝在新I型靶機的上部中間位置的外部，用于接收GPS衛(wèi)星定位信號；所述數(shù)據(jù)處理盒包括數(shù)據(jù)處理芯片、電路及配套電源，安裝在新I型靶機的中部靠前的位置；所述發(fā)射電臺固定安裝在新I型靶機的底部。在上述技術方案中，所述雙差分GPS移動站的數(shù)據(jù)采集頻率為5Hz。本發(fā)明取得了以下技術效果:1.用于各種雷達的動態(tài)跟蹤精度標定；2.提聞雷達動態(tài)跟蹤精度標定精度；3.可重復使用，降低單次標定成本。


圖1為本發(fā)明中航模飛機搭載GPS模塊的結構示意圖；圖2為本發(fā)明中地面坐標接收站的示意圖。圖中標記:1_航模飛機；2_數(shù)據(jù)處理盒；3_GPS移動站衛(wèi)星接收天線；4_發(fā)射電臺；5-GPS固定站；6_雷達。
具體實施例方式為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發(fā)明，下面結合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。如圖1-2所示，本發(fā)明的雷達動態(tài)跟蹤誤差標定裝置包括空中模擬目標和坐標接收站，空中模擬目標能夠在空中受控飛行的同時反射雷達電波并對自身坐標進行實時定位，同時將定位數(shù)據(jù)傳回坐標接收站。坐標接收站接收到空中模擬目標傳回實時定位數(shù)據(jù)后與雷達回波定位數(shù)據(jù)相對比，完成雷達動態(tài)跟蹤誤差標定。空中模擬目標為搭載有雙差分GPS移動站的航模飛機1，為了保證航模飛機I的平衡性，將雙差分GPS的移動站分為數(shù)據(jù)處理盒2、衛(wèi)星接收天線3和發(fā)射電臺4等三大部分。衛(wèi)星接收天線3通過螺絲固定安裝在航模飛機I的上部中間位置的外部，用于接收GPS衛(wèi)星定位信號；數(shù)據(jù)處理盒2包括數(shù)據(jù)處理芯片、電路及配套電源等部件，安裝在航模飛機I的中部靠前的位置的艙內(nèi)，在其四周采用泡沫塑料等手段進行減震并固定；發(fā)射電臺4通過螺絲固定安裝在航模飛機I的底部。通訊線從航模飛機I的內(nèi)部將衛(wèi)星接收天線3和發(fā)射電臺4與數(shù)據(jù)處理盒2內(nèi)的數(shù)據(jù)處理芯片、電路連接在一起，完成雙差分GPS移動站各部分之間的信號傳輸功能。供電線從航模飛機I的兩側連接發(fā)射電臺4和數(shù)據(jù)處理盒2內(nèi)的配套電源，以實現(xiàn)對發(fā)射電臺4的供電。在航模飛機I的表面還可以粘貼錫箔以增加對雷達波的反射面積。
航模飛機I優(yōu)選為新I型靶機，其搭載的雙差分GPS移動站總重量不超過2Kg，從而不會影響靶機正常飛行。其中，衛(wèi)星接收天線3安裝在靶機的上部中間位置，以方便接收來自天空的GPS衛(wèi)星定位信號；數(shù)據(jù)處理芯片及配套電源等為主體部件，負責通過接收到的GPS衛(wèi)星定位信號計算得到靶機所處位置和高度的實時坐標數(shù)據(jù)，同時這也是重量最重的一部分，安裝在靶機中部靠前的位置以保證靶機負重后仍保持重心靠前，方便靶機的飛行操控；發(fā)射電臺4安裝在靶機底部，其天線指向地面接收站電臺，以方便實時與地面接收站電臺進行通訊，將靶機的實時坐標數(shù)據(jù)發(fā)送給地面接收站電臺，供雷達跟蹤動態(tài)精度標定使用。靶機在天空中受控飛行時，反射雷達電波，可以成為雷達跟蹤目標，并且根據(jù)新I型靶機的外形尺寸和飛行參數(shù)可知，靶機可以很好地模擬低空小目標的飛行特征。這樣地面雷達站既可以通過雷達電波定位靶機的實時位置和高度，還可以通過靶機上搭載的雙差分GPS移動站所傳回的定位信息來獲得靶機的實時位置和高度。由于雙差分GPS移動站直接搭載在靶機上，且精度要高得多，因此其傳回定位數(shù)據(jù)更加準確的反映出靶機的實時坐標，所以地面雷達站可以通過其傳回的靶機定位數(shù)據(jù)對雷達跟蹤得到的靶機定位數(shù)據(jù)進行標定和校準。該雷達動態(tài)跟蹤誤差標定裝置的使用方法為，將GPS移動站按圖1中所示方式固定到航模飛機I上后，開啟GPS進入差分運算，對航模飛機I的坐標參數(shù)進行精確定位，通常GPS的數(shù)據(jù)采集頻率為5Hz，即I秒鐘定位5次，精度可達厘米級別。固定站5開始接收到航模飛機I上的GPS移動站發(fā)送的正確的數(shù)據(jù)信號后，啟動航模飛機1，開始飛行。在雷達6的有效探測范圍內(nèi)，航模飛機操作員操作航模飛機I按預定軌跡飛行，雷達6將航模飛機I作為目標并對其位置進行探測、掃描和跟蹤，并記錄目標航跡。雙差分GPS的固定站5與雷達6的處理機連接，將實時接收到準確的帶時間坐標的航模飛機位置數(shù)據(jù)傳送到雷達6的處理機中，與雷達6測量到的航模飛機飛行位置和軌跡進行對比，實現(xiàn)雷達的動態(tài)跟蹤誤差標定。
權利要求
1.一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，其特征在于包括空中模擬目標和坐標接收站； 所述空中模擬目標在空中受控飛行，其在反射雷達電波的同時對自身坐標進行定位，并將定位數(shù)據(jù)傳回所述坐標接收站； 所述坐標接收站固定安裝在地面，其接收所述空中模擬目標傳回的實時定位數(shù)據(jù)并與雷達回波定位數(shù)據(jù)相對比，完成雷達動態(tài)跟蹤誤差標定。
2.根據(jù)權利要求1所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，其特征在于:所述空中模擬目標為搭載有雙差分GPS移動站的遙控飛行器；所述坐標接收站為與所述雙差分GPS移動站對應的雙差分GPS固定站。
3.根據(jù)權利要求2所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，其特征在于:所述遙控飛行器為新I型靶機。
4.根據(jù)權利要求2-3中任意一項所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，其特征在于:所述雙差分GPS移動站分包括數(shù)據(jù)處理盒、衛(wèi)星接收天線和發(fā)射電臺；所述衛(wèi)星接收天線安裝在遙控飛行器的上部中間位置的外部，用于接收GPS衛(wèi)星定位信號；所述數(shù)據(jù)處理盒包括數(shù)據(jù)處理芯片、電路及配套電源，安裝在遙控飛行器的中部靠前的位置；所述發(fā)射電臺固定安裝在遙控飛行器的底部。
5.根據(jù)權利要求2-4中任意一項所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置，其特征在于:所述雙差分GPS移動站的數(shù)據(jù)采集頻率為5Hz。
6.一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，其特征在于使用空中模擬目標和與之對應的地面坐標接收站；并包括如下步驟: 在所述空中模擬目標靜止于地面時，啟動空中模擬目標上搭載的移動定位裝置，對空中模擬目標進行精確定位，并將帶時間標簽的定位數(shù)據(jù)發(fā)送到所述地面坐標接收站； 當所述地面坐標接收站正確接收到所述定位數(shù)據(jù)時，啟動空中模擬目標的飛行載具，使空中模擬目標按照指定軌跡在雷達有效探測范圍內(nèi)進行飛行； 雷達將空中模擬目標作為探測目標并對其位置進行探測、掃描和跟蹤，并記錄其航跡； 所述地面坐標接收站將實時接收到的帶時間坐標的空中模擬目標的定位數(shù)據(jù)傳送到雷達的處理機中，與雷達測量到的空中模擬目標飛行位置和軌跡進行對比，對雷達的動態(tài)跟蹤誤差進行標定。
7.根據(jù)權利要求6所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，其特征在于:所述空中模擬目標上搭載的移動定位裝置為雙差分GPS移動站。
8.根據(jù)權利要求7所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，其特征在于:所述空中模擬目標的飛行載具為新I型靶機。
9.根據(jù)權利要求8所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，其特征在于:所述雙差分GPS移動站分包括數(shù)據(jù)處理盒、衛(wèi)星接收天線和發(fā)射電臺；所述衛(wèi)星接收天線安裝在新I型靶機的上部中間位置的外部，用于接收GPS衛(wèi)星定位信號；所述數(shù)據(jù)處理盒包括數(shù)據(jù)處理芯片、電路及配套電源，安裝在新I型靶機的中部靠前的位置；所述發(fā)射電臺固定安裝在新I型靶機的底部。
10.根據(jù)權利要求9所述的雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定方法，其特征在于:所述雙差分GPS移動站的數(shù)據(jù)采集頻率為5Hz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置和方法，包括空中模擬目標和坐標接收站；所述空中模擬目標在空中受控飛行，其在反射雷達電波的同時對自身坐標進行定位，并將定位數(shù)據(jù)傳回所述坐標接收站；所述坐標接收站固定安裝在地面，其接收所述空中模擬目標傳回的實時定位數(shù)據(jù)并與雷達回波定位數(shù)據(jù)相對比，完成雷達動態(tài)跟蹤誤差標定。這種雷達跟蹤低空小目標動態(tài)精度標定裝置和方法定位精度高，避免了傳統(tǒng)標定方法所帶來的系統(tǒng)性誤差，并且可以多次重復使用，從而實現(xiàn)對雷達的動態(tài)跟蹤誤差進行方便、可靠的標定，在提高標定精度的同時，大大降低了雷達動態(tài)跟蹤誤差的單次標定成本。
文檔編號G01S7/40GK103163507SQ201110425648
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者任輝啟, 易治, 徐流恩, 高超, 伍俊, 林加劍, 韓彧, 穆朝民 申請人:中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所