买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国人民解放军海军航空大学

摘要：本发明涉及一种船载导航雷达的帧间非相参积累技术，属于雷达信号处理领域。本发明针对未经动平台补偿情况下，船载导航雷达帧间非相参积累效果显著下降的问题，提供一种基于两步法动平台补偿的船载导航雷达帧间非相参积累方法。首先，划分方位网格和建立数据存储矩阵；然后，随着雷达扫描进入第q圈，依次完成方位补偿、方位插值、平均经纬度计算以及经纬度坐标到地心直角坐标的转换；接着，雷达扫描进入第q+1圈，依次完成方位补偿、方位插值、坐标转换、点点映射以及非相参积累。与传统动平台补偿方法相比，本发明给出的两步法动平台补偿方法，具有补偿精度高，数据存储量少，适于工程实现的优点。

主权项：1.基于两步法动平台补偿的船载导航雷达帧间非相参积累方法，包括以下步骤：S1、方位网格划分与存储矩阵的建立；S2、雷达扫描进入第q圈，依次完成方位补偿、方位插值、平均经纬度计算以及经纬度坐标到地心直角坐标的转换；S3、雷达扫描进入第q+1圈，依次完成方位补偿、方位插值、坐标转换、点点映射以及非相参积累；S4、当规定的积累帧数大于2帧时，继续执行第3步，直至达到积累帧数为止；所述步骤S1，方位网格划分与存储矩阵的建立具体包括：S11、记录雷达安装时，雷达天线转盘的方位编码零度与船艏方向的夹角，记为Θ0；同时，通过观察统计得出该雷达扫描一圈可以得到的最大扫描线数量，记为K；S12、将一圈360°等分成K份，从而建立新方位码序列，记为其中第k个元素记为θk；将第q圈第k个新方位码记为θq,k；S13、构建用于存储方位插值后的第q圈和第q+1圈观测数据的K×M维数据矩阵，分别记为Qq和Qq+1，和用于存储帧间非相参积累结果的数据矩阵Aq+1，M表示每条扫描线上的距离单元数，第m个距离单元位置记为rm，从而建立起距离维位置序列r＝[r1,…,rm,…,rM]；将第q圈第m个距离单元位置记为rq,m；所述步骤S2，当雷达扫描进入第q圈，完成方位补偿、方位插值、平均经纬度计算以及坐标转换，具体包括：S21、逐扫描线进行方位补偿：雷达扫描到达第q圈第k'条扫描线，先对该扫描线进行方位补偿，使得该扫描线对应的方位θ是相对真北的方位，补偿算法如下： 其中，是雷达天线转盘记录的该扫描线的方位，Φq,k'是罗经记录的该扫描线对应的载船航向角，·mod·表示求余操作；S22、逐扫描线进行方位插值：根据步骤S21得到的该扫描线相对真北的方位码θq,k'，按照就近原则，在新方位码序列α中搜索最接近θq,k'的新方位码，记此新方位码为θq,k，其在α中的序号为k；将该扫描线对应的1×M维观测数据向量存入矩阵Qq的第k行中，同时，矩阵Qq中第k行之前没有存储数据的行也用该扫描线观测数据向量进行填充；S23、遍历第q圈的所有扫描线，完成第q圈的方位补偿与方位插值；同时提取第q圈每条扫描线对应的载船经纬度数据，记为Lq,k,Bq,k，k＝1,…,K，并计算第q圈所有扫描线的经度的均值与纬度的均值， S24、将第q圈载船的平均经纬度坐标转换为地心直角坐标Xq，Yq，Zq，计算式为， 式中a＝6378137.0，e2＝0.00669438002290；所述步骤S3，当雷达扫描进入第q+1圈，完成方位补偿、方位插值、坐标转换、点点映射以及非相参积累，具体包括：S31、逐扫描线进行方位补偿，雷达扫描到达第q+1圈第k”条扫描线，采用步骤S2中第S21步骤的方法，完成对该扫描线的方位补偿，补偿后得到的该扫描线相对真北的方位码θq+1,k”为， 其中，是雷达天线转盘记录的该扫描线的方位，Φq+1,k”是罗经记录的该扫描线对应的载船航向角；S32、逐扫描线进行方位插值，根据步骤S31得到的该扫描线相对真北的方位码θq+1,k”，按照就近原则，在新方位码序列α中搜索最接近θq+1,k”的新方位码，记此新方位码为θq+1,l，其在α中的序号为l；将该扫描线对应的1×M维观测数据向量存入矩阵Qq+1的第l行中，同时，矩阵Qq+1中第l行之前没有存储数据的行也用该扫描线观测数据向量进行填充，可得，矩阵Qq+1中存储该条扫描线数据的行的编号包括：l-a,l-a+1,…,l，其中a为大于零的正整数，其值由上一次方位插值搜索到的新方位码序号与当前方位插值搜索到的新方位码序号l之差来确定；S33、完成前后两次扫描中载船位置的坐标转换，提取步骤S32中插入的第l'行数据对应的载船经纬度数据，记为Lq+1,l'，Bq+1,l'，并将该经纬度数据转换至地心直角坐标系Xq+1,l'，Yq+1,l'，Zq+1,l'， 式中l'∈{l-a,l-a+1,…,l}，Nq+1,l'＝a1-e2sin2Bq+1,l'12；然后以Xq+1,l'，Yq+1,l'，Zq+1,l'为中心，建立东北天地理坐标系，求解步骤S2中步骤S24得到的地心直角坐标Xq，Yq，Zq在此东北天坐标系下的坐标xq，yq， S34、分7种情况完成第q+1圈第l'，l'＝[l-a,l-a+1,…,l]，行中的方位-距离位置与第q圈中的方位-距离位置之间的点点映射，记dx＝0-xq，dy＝0-yq，rq,q+1＝dx2+dy2，分7种情况计算第q+1圈第l'条扫描线上第m个位置点θq+1,l',rq+1,m对应的第q圈中的位置点θq,k',rq,m'，m＝1,…,M；记xq+1,l',m＝rq+1,msinθq+1,l'，yq+1,l',m＝rq+1,mcosθq+1,l'；情况1：当dx＞0且dy≥0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq+1,q＝180°-φq,q+1；情况2：当dx＞0且dy＜0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq+1,q＝180°-φq,q+1；情况3：当dx＜0且dy≤0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq+1,q＝180°-φq,q+1；情况4：当dx＜0且dy＞0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq+1,q＝180°-φq,q+1；情况5：当dx＝0且dy＜0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq,q+1＝180°，φq+1,q＝0°；情况6：当dx＝0且dy＞0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'， 其中，φq,q+1＝0°，φq+1,q＝180°；情况7：当dx＝0且dy＝0时，用下式计算位置点θq,k',rq,m'，rq,m'＝rq+1,m，θq,k'＝θq+1,k；S35、针对步骤S34得到的由位置点θq+1,l',rq+1,m所映射的位置点θq,k',rq,m'，在步骤S1建立的新方位码序列α中搜索最接近θq,k'的方位码，并将该方位码在α中的序号记为k0；然后，在距离维位置序列r中，搜索距离单元使得下式达到最小，并将该距离单元在r中的序号记为m0， 由此找到了第q+1圈中方位-距离单元θq+1,l',rq+1,m对应的第q圈中方位-距离单元将这两个方位-距离单元数据取包络求和，即完成了两帧之间的非相参积累，并将积累结果存入矩阵Aq+1的第l',m元素Aq+1,l',m中；S36、按照步骤S34、S35，遍历第q+1圈方位插值后的第l'行中的每个距离单元；S37、按照步骤S33至S36，遍历第q+1圈方位插值后的所有l'行，即l'∈{l-a,l-a+1,…,l}；S38、按照步骤S31至S37，遍历第q+1圈的所有扫描线，从而得到方位补偿且方位插值后的第q+1圈的数据矩阵Qq+1，和用于存储第q圈与第q+1圈非相参积累结果的数据矩阵Aq+1；S39、按照步骤S2中的S23、S24，计算第q+1圈载船的平均经纬度坐标，并将该坐标转换为地心直角坐标Xq+1,Yq+1,Zq+1。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军海军航空大学 基于两步法动平台补偿的船载导航雷达帧间非相参积累方法