雷达辐射特性动态测试与三维重构方法技术

本发明专利技术公开了一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，使用无人机加载电磁辐射侦收设备，按雷达辐射特性的理论空时分布确定测试位置和时长，并通过相对位置和姿态关系构建分析模型，实现辐射特性测试结果的三维重构。本发明专利技术使用无人机加载电磁辐射侦收设备进行雷达辐射特性测试，具有设备布局快、适用场景广、分析手段全等优点。分析手段全等优点。分析手段全等优点。

【技术实现步骤摘要】
雷达辐射特性动态测试与三维重构方法


[0001]本专利技术属于雷达特性测试领域，具体为一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法。

技术介绍

[0002]雷达辐射特性是雷达系统的正常探测中的一项重要参数，尤其是特殊使用场景下的雷达辐射特性，例如防空雷达低空超低空搜索时的辐射特性，更是关系到雷达发现及跟踪目标的战技能力，不仅在雷达调试期间要求进行测量，在交付使用后同样需要进行定期测量。
[0003]传统测试方法中被试雷达安装于静基座，帧收天线固定或可沿着轨道移动，是一种静态测试方法。中国专利CN 102540155A提供了一种雷达综合辐射功率检测方法，“雷达外场辐射功率测试方法研究，黄筱旋，莫文静，舒武静”是传统测试方法的典型代表。这类方法需要建立专业的标校塔等测试场地，且对测试设备条件的要求较高，主要适用于雷达调试期间，不适用于雷达安装交付后应用。
[0004]随着雷达系统的广泛应用，对交付使用后的雷达系统开展辐射特性测试日益受到关注，特别是雷达真实探测场景中的辐射特性测试，甚至动平台雷达在平台运动时的测试，例如对运动中处于正常搜索状态的船载雷达进行辐射特性测试等。这类新的动态测试需求，对测试设备和测试手段提出了颠覆性的要求，传统的静态测试已无法满足。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法。
[0006]实现本专利技术的技术解决方案为：一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，具体步骤为：
[0007]步骤1：雷达开机并进行探测，记录雷达所在载体的时间、经度、纬度、高度，无人机按设定的航路完成雷达辐射功率侦收，并记录侦收功率值和无人机的时间、经度、纬度、高度；
[0008]步骤2：计算雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值；
[0009]步骤3：计算功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值；
[0010]步骤4：计算功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值；
[0011]步骤5：根据地理坐标系的坐标值，计算功率采样位置相对于雷达载体的方位角、俯仰角、距离；
[0012]步骤6：根据采样位置相对于雷达载体的距离，计算归一化侦收功率；
[0013]步骤7：根据方位角、俯仰角和归一化侦收功率，计算电磁辐射特性在地理系的坐标值；
[0014]步骤8：根据电磁辐射特性在地理坐标系的坐标值和雷达载体航向角，更新电磁辐射特性的坐标值，根据电磁辐射特性的坐标值绘制雷达辐射特性的三维图。
[0015]优选地，雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值具体为：
[0016][0017]式中，在雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值，f
b
为地球子午圈曲率半径，h
b
为载体的高度，lon
b
、lat
b
为雷达所在载体的时间、经度、纬度。
[0018]优选地，功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值为：
[0019][0020]式中，为功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值，fr为地球子午圈曲率半径，lon
r
、lat
r
为无人机的经度、纬度，h
r
为无人机的高度。
[0021]优选地，功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值为：
[0022][0023]式中，(x y z)为功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值，lon
b
、lat
b
为雷达所在载体的时间、经度、纬度，为功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值，在雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值。
[0024]优选地，功率采样位置相对于雷达载体的方位角Az、俯仰角El、距离R具体为：优选地，功率采样位置相对于雷达载体的方位角Az、俯仰角El、距离R具体为：
[0025]优选地，归一化侦收功率具体为：P
uniform
＝P
r
+20log
10
(R)
‑
G
r
+L
r
。
[0026]优选地，电磁辐射特性在地理系的坐标值为：
[0027][0028]式中，Az、El为功率采样位置相对于雷达载体的方位角、俯仰角，Puniform为归一化侦收功率。
[0029]优选地，电磁辐射特性的坐标值为：
[0030][0031]式中，(x
b y
b z
b
)为电磁辐射特性的坐标值，γ为雷达载体航向角，(x
p y
p z
p
)为电磁辐射特性在地理系的坐标值。
[0032]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术使用无人机加载电磁辐射侦收设备进行雷达辐射特性测试，具有设备布局快、适用场景广、分析手段全等优点；
[0033](2)本专利技术尤其适用于各类不具备静态测试条件的雷达系统在正常探测中的辐射特性测试。
[0034]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。
附图说明
[0035]图1为雷达辐射特性动态测试示意图。
[0036]图2为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0037]一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，使用无人机加载电磁辐射侦收设备，按雷达辐射特性的理论空时分布确定测试位置和时长，并通过相对位置和姿态关系构建分析模型，实现辐射特性测试结果的三维重构，具体步骤为：
[0038]步骤1：雷达开机并进行探测，雷达所在的载体(车、船、陆地等)处于静止或运动状态，并记录载体的时间t
b
、经度lon
b
、纬度lat
b
、高度h
b
等信息；无人机按设定的航路完成雷达辐射功率侦收，并记录侦收功率值P
r
和无人机的时间t
r
、经度lon
r
、纬度lat
r
、高度h
r
等信息；
[0039]步骤2：计算雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值
[0040][0041]其中，载体的地球子午圈曲率半径地球偏心率R
e
为地球长半轴，R
p
为地球短半轴，h
b
为载体的高度。
[0042]步骤3：计算功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值
[0043][0044]其中，无人机的地球子午圈曲率半径
[0045]步骤4：计算功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值(x y z)，此处
的地理坐标系以东北天坐标系为例：
[0046][0047]步骤5：根据地理坐标系的坐标值，计算功率采样位置相对于雷达载体的方位角Az、俯仰角El、距离R：
[0048][0049]步骤6：根据采样位置相对于雷达载体的距离，计算归一化侦收功率P
uniform...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1：雷达开机并进行探测，记录雷达所在载体的时间、经度、纬度、高度，无人机按设定的航路完成雷达辐射功率侦收，并记录侦收功率值和无人机的时间、经度、纬度、高度；步骤2：计算雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值；步骤3：计算功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值；步骤4：计算功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值；步骤5：根据地理坐标系的坐标值，计算功率采样位置相对于雷达载体的方位角、俯仰角、距离；步骤6：根据采样位置相对于雷达载体的距离，计算归一化侦收功率；步骤7：根据方位角、俯仰角和归一化侦收功率，计算电磁辐射特性在地理系的坐标值；步骤8：根据电磁辐射特性在地理坐标系的坐标值和雷达载体航向角，更新电磁辐射特性的坐标值，根据电磁辐射特性的坐标值绘制雷达辐射特性的三维图。2.根据权利要求1所述的雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，其特征在于，雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值具体为：式中，在雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值，f
b
为地球子午圈曲率半径，h
b
为载体的高度，lon
b
、lat
b
为雷达所在载体的时间、经度、纬度。3.根据权利要求1所述的雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，其特征在于，功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值为：式中，为功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值，fr为地球子午圈曲率半径，lon
r
、lat
r
为无人机的经度、纬度，h
r
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庶中，楼奇哲，李洁，李越强，李归，赵鹏鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：