一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種跟蹤方法，特別是一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，低空慢速小目標由于體積小、隱蔽性強、機動靈活、易操控、反射截面小等 特點可用于恐怖襲擊、低空偵查、為突擊火力進行目標指引或引誘防空火力，給地面防空系 統(tǒng)造成嚴重的負面干擾。目前，用于對抗低慢小目標的武器系統(tǒng)一般采用單一探測、定點跟 蹤和發(fā)射的作戰(zhàn)方式，工作時由一臺跟蹤設(shè)備跟蹤飛行目標。這種單一的作戰(zhàn)系統(tǒng)能在一 定區(qū)域范圍內(nèi)探測、捕獲目標，建立地面防空系統(tǒng)，在一定程度上遏制低慢小目標對低空防 控的負面干擾。但這種作戰(zhàn)系統(tǒng)火力有限、覆蓋面較小，單一的跟蹤方式也無法高效持續(xù)的 跟蹤目標，不足以應對低慢小目標飽和攻擊和一體化空中威脅的需要，尤其在地面遮覆物 較多、背景復雜、要求多方位布防的應用場合，這種缺點尤為明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法，解決在地面遮覆物 較多、背景復雜、要求多方位布防的場合下單一跟蹤系統(tǒng)覆蓋面積小和無法高效持續(xù)跟蹤 的問題。
[0004] 一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法，其具體步驟為： 第一步搭建分布式光電跟蹤系統(tǒng) 分布式光電跟蹤系統(tǒng)包括：第一光電跟蹤設(shè)備、第二光電跟蹤設(shè)備、第三光電跟蹤設(shè)備 c、第η光電跟蹤設(shè)備、指控設(shè)備和通訊電纜。根據(jù)建筑地形在被防護建筑周邊選取η個光 電跟蹤設(shè)備的布置點，對于方位運動角范圍為0~360°，俯仰運動角范圍為0~90°的光電 跟蹤設(shè)備，2500m2的防護區(qū)域中η選取3~6。η臺光電跟蹤設(shè)備分別置于η個布置點處，指 控設(shè)備置于η個光電跟蹤設(shè)備的中心處，指控設(shè)備與η臺光電跟蹤設(shè)備通過通訊電纜雙向 連接。
[0005] 第二步指控設(shè)備確定光電跟蹤設(shè)備的空間坐標 指控設(shè)備根據(jù)η臺光電跟蹤設(shè)備兩兩之間的距離及相對高度確定η臺光電跟蹤設(shè)備布 置點的空間坐標位置：將第一光電跟蹤設(shè)備作為空間坐標系原點，將第一光電跟蹤設(shè)備與 第二光電跟蹤設(shè)備的連線作為空間坐標系的X軸，將經(jīng)過第一光電跟蹤設(shè)備且平行于水平 面且正交于X軸的直線作為空間坐標系的y軸，將經(jīng)過第一光電跟蹤設(shè)備且正交于x-y平 面的直線作為空間坐標系的z軸，通過η臺光電跟蹤設(shè)備兩兩之間的距離及相對高度確定η 臺光電跟蹤設(shè)備的空間坐標位置。η臺光電跟蹤設(shè)備在運動角度范圍內(nèi)進行視場目標掃描， 確定光電跟蹤設(shè)備跟蹤空域角范圍，第一光電跟蹤設(shè)備、第二光電跟蹤設(shè)備、第η光電跟蹤 設(shè)備分別對應第一跟蹤空域、第二跟蹤空域、第η跟蹤空域。光電跟蹤設(shè)備將測量的空域角 傳輸至指控設(shè)備，用于確定η臺光電跟蹤設(shè)備在空間坐標系中的跟蹤空域角范圍。
[0006] 第三步分布式光電跟蹤系統(tǒng)進行目標鎖定 η臺光電跟蹤設(shè)備進行自檢，自檢正常后等待接收跟蹤指令；指控設(shè)備接收到目標角 度引導信息，判斷目標處于第一跟蹤空域，指控設(shè)備發(fā)送目標位置和跟蹤指令給第一光電 跟蹤設(shè)備，第一光電跟蹤設(shè)備接收到跟蹤指令后調(diào)轉(zhuǎn)至目標位置并捕獲目標，進入穩(wěn)定跟 蹤階段；第一光電跟蹤設(shè)備穩(wěn)定跟蹤目標后，將目標準確位置和斜距反饋給指控設(shè)備。 [0007] 第四步光電跟蹤設(shè)備隨動跟蹤 指控設(shè)備接收到第一光電跟蹤設(shè)備的反饋信息后，通過齊次坐標變換公式
確定第二光電跟蹤設(shè)備指向目標的姿態(tài)角，其中V表示/?坐標系 A中的位置，示/?坐標系B中的位置，Vb表示B相對于A的平移矢量，滹為B相對 于A的方位旋轉(zhuǎn)矩陣。指控設(shè)備將姿態(tài)角和隨動跟蹤指令發(fā)送至第二光電跟蹤設(shè)備，第二 光電跟蹤設(shè)備接收到隨動跟蹤指令后開始隨動跟蹤。依次類推，指控設(shè)備確定其余n-1臺 光電跟蹤設(shè)備指向目標的姿態(tài)角，并將姿態(tài)角和隨動跟蹤指令發(fā)送至其余n-1臺光電跟蹤 設(shè)備，n-1臺光電跟蹤設(shè)備接收到隨動跟蹤指令后開始隨動跟蹤。
[0008] 第五步指控設(shè)備進行跟蹤空域判斷 在跟蹤過程中，指控設(shè)備根據(jù)目標位置實時判斷目標是否進入第二跟蹤空域、第三跟 蹤空域、第η跟蹤空域。目標進入第二跟蹤空域，指控設(shè)備發(fā)送目標位置和跟蹤指令給第 二光電跟蹤設(shè)備，第二光電跟蹤設(shè)備接收到跟蹤指令后由隨動跟蹤轉(zhuǎn)為捕獲目標并自動跟 蹤，第二光電跟蹤設(shè)備穩(wěn)定跟蹤目標后，將目標的準確位置和斜距反饋給指控設(shè)備。當目標 同時進入第二跟蹤空域和第三跟蹤空域，第二光電跟蹤設(shè)備和第三光電跟蹤設(shè)備同時跟蹤 目標。
[0009] 第六步分布式光電跟蹤系統(tǒng)結(jié)束跟蹤 目標離開所有跟蹤空域或作戰(zhàn)結(jié)束后，指控設(shè)備向η臺光電跟蹤設(shè)備發(fā)送停止跟蹤指 令，光電跟蹤設(shè)備接收到指令后停止跟蹤并將姿態(tài)角調(diào)整到初始姿態(tài)。
[0010] 本方法構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化分布式跟蹤體系，分布式光電跟蹤系統(tǒng)間協(xié)同工作，共享目 標數(shù)據(jù)信息，可有效防止跟蹤目標易丟失、跟蹤區(qū)域有限、決策時間較短、失誤后無法繼續(xù) 跟蹤等問題的發(fā)生，可大大提高精確打擊低慢小目標的幾率。
【附圖說明】
[0011] 圖1 一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法的分布式光電跟蹤系統(tǒng)組成圖。
[0012] 圖2 -種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法的協(xié)同跟蹤布防圖。
[0013] 1.指控設(shè)備2.第一光電跟蹤設(shè)備3.第二光電跟蹤設(shè)備4.第三光電跟蹤設(shè) 備5.第η光電跟蹤設(shè)備6.通訊電纜。
【具體實施方式】
[0014] 一種分布式光電跟蹤系統(tǒng)協(xié)同跟蹤方法，其具體步驟為： 第一步搭建分布式光電跟蹤系統(tǒng) 分布式光電跟蹤系統(tǒng)包括：第一光電跟蹤設(shè)備2、第二光電跟蹤設(shè)備3、第三光電跟蹤 設(shè)備4、第η光電跟蹤設(shè)備5、指控設(shè)備1和通訊電纜6。根據(jù)建筑地形在被防護建筑周邊選 取η個光電跟蹤設(shè)備的布置點，對于方位運動角范圍為0~360 °，俯仰運動角范圍為0~90 ° 的光電跟蹤設(shè)備，2500m2的防護區(qū)域中η選取3~6。η臺光電跟蹤設(shè)備分別置于η個布置點 處，指控設(shè)備1置于η個光電跟蹤設(shè)備的中心處，指控設(shè)備1與η臺光電跟蹤設(shè)備通過通訊 電纜6雙向連接。
[0015] 第二步指控設(shè)備1確定光電跟蹤設(shè)備的空間坐標 指控設(shè)備1根據(jù)η臺光電跟蹤設(shè)備兩兩之間的距離及相對高度確定η臺光電跟蹤設(shè)備 布置點的空間坐標位置：將第一光電跟蹤設(shè)備2作為空間坐標系原點，將第一光電跟蹤設(shè) 備2與第二光電跟蹤設(shè)備3的連線作為空間坐標系的X軸，將經(jīng)過第一光電跟蹤設(shè)備2且 平行于水平面且正交于X軸的直線作為空間坐標系的y軸，將經(jīng)過第一光電跟蹤設(shè)備2且 正交于x-y平面的直線作為空間坐標系的z軸，通過η臺光電跟蹤設(shè)備兩兩之間的距離及 相對高度確定η臺光電跟蹤設(shè)備的空間坐標位置。η臺光電跟蹤設(shè)備在運動角度范圍內(nèi)進 行視場目標掃描，確定光電跟蹤設(shè)備跟蹤空域角范圍，第一光電跟蹤設(shè)備2、第二光電跟蹤 設(shè)備3、第η光電跟蹤設(shè)備5分別對應第一跟蹤空域、第二跟蹤空域、第η跟蹤空域。光電跟 蹤