一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法技术

本发明专利技术公开了一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法，包括：将目标在平台2上雷达观测球坐标系的坐标换到观测直角坐标系的坐标；将平台2上地理坐标系的坐标转换到地心地固坐标系的坐标；得到平台2与地心的直线距离；根据平台2上的观测直角坐标系的坐标、地心地固坐标系的坐标和地理坐标系的坐标得到平台2上的地心地固坐标系的坐标；将平台1上的地理坐标系的坐标转换到地心地固坐标系的坐标；得到平台1与地心的直线距离；根据平台1上的地心地固坐标系的坐标、地理坐标系的坐标、平台1与地心的直线距离得到平台1上的观测直角坐标系的坐标；将平台1上的观测直角坐标系下的坐标转换到观测球坐标系下的坐标。本发明专利技术的配准方法解决了随着平台与传感器距离的增大误差增大的问题。的增大误差增大的问题。的增大误差增大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法


[0001]本专利技术属于多平台多传感器位置信息融合
，具体涉及一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法。

技术介绍

[0002]面对日渐成熟的导弹防御技术，单枚导弹无法成功突防成功，弹群攻击将是未来的主流模式。多枚导弹条件下个体能力是基础，但是系统化、协同化能力对于综合实力的影响越来越大。随着定位、导航、通信等技术的高速发展，开展多弹协同探测打击的研究至关重要。而协同作战实施的关键在于如何利用各平台的目标观测数据及导航设备的信息和高速数据分发系统PDS(Position And High
‑
speed Data Distribution System)收集整个战场区域的态势信息，形成共享作战平台所需要的统一作战态势图。于是就产生了数据登录与数据融合问题。在解决这些问题前，首先必须进行高精度的空间配准，以保证数据融合的精度。
[0003]当前，工程上常使用数据配准方法有：直接坐标系平移法、三角变换法和基于卫星导航数据的地心转换法。这三种方法都忽略地球是曲面的情况，随着与目标距离的增大误差也不断增大，难以达到工程应用对误差的需求，但是直接坐标系平移法与三角变换法可以解决单平台上不同传感器的空间配准问题。基于卫星导航数据的地心转换法是《基于卫星导航设备的多平台空间配准方法》提出的方法。
[0004]但是，如何在高速移动的弹载平台上实现，从而解决多弹数据的空间配准问题，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法，所述多平台多传感器空间配准方法包括：
[0007]步骤1、通过坐标转换T1，将目标T在平台2上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标转换到观测直角坐标系下的坐标(X2,Y2,Z2)；
[0008]步骤2、通过坐标转换T2，将目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标 (B2,L2,H2)转换到地心地固坐标系下的坐标(X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)；
[0009]步骤3、基于变换T3，根据目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标 (X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)得到平台2与地心的直线距离r
e2
；
[0010]步骤4、基于坐标转换T4，根据目标T在平台2上的观测直角坐标系下的坐标(X2,Y2,Z2、目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标 (X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)和目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标(B2,L2,H2)得到目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)；
[0011]步骤5、通过坐标转换T5，将目标T在平台1上的地理坐标系下的坐标 (B1,L1,H1)转
换到地心地固坐标系下的坐标(X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)；
[0012]步骤6、基于变换T6，根据目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标 (X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)得到平台1与地心的直线距离r
e1
；
[0013]步骤7、基于坐标转换T7，根据目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标为(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)、平台2与地心的直线距离r
e2
、平台1与地心的直线距离r
e1
、目标T在平台1上的地理坐标系下的坐标(B1,L1,H1)得到目标T在平台1 上的观测直角坐标系下的坐标(X1,Y1,Z1)；
[0014]步骤8、通过坐标转换T8，将目标T在平台1上的观测直角坐标系下的坐标(X1,Y1,Z1)转换到目标T在平台1上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述坐标转换T1的表达式为：
[0016][0017]其中，为目标T在平台2上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标，(X2,Y2,Z2)为目标T在平台2上的观测直角坐标系下的坐标。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述坐标转换T2的表达式为：
[0019][0020]其中，(B2,L2,H2)为目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标， (X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)为目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标，a为地球椭球体的长半轴，为地球第一偏心率，b为地球椭球体的短半轴。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述变换T3的表达式为：
[0022][0023]其中，(X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)为目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，各坐标系对应的空间位置矢量分别为：则所述坐标转换T4的表达式为：
[0025][0026]其中，(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)为目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标， (X2,Y2,Z2)为目标T在平台2上的观测直角坐标系下的坐标，(B2,L2,H2)为目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述坐标转换T5的表达式为：
[0028][0029]其中，(X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)为目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标， (B1,L1,H1)为目标T在平台1上的地理坐标系下的坐标， a为地球椭球体的长半轴，为地球第一偏心率，b为地球椭球体的短半轴。
[0030]在本专利技术的一个实施例中，所述变换T6的表达式为：
[0031][0032]其中，(X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)为目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标。
[0033]在本专利技术的一个实施例中，各坐标系对应的空间位置矢量分别为：r
e2
＝r
e1
，则所述坐标转换T7的表达式为：
[0034][0035]其中，(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)为目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标， (X1,Y1,Z1)目标T在平台1上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地心地固坐标系的多平台多传感器空间配准方法，其特征在于，所述多平台多传感器空间配准方法包括：步骤1、通过坐标转换T1，将目标T在平台2上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标转换到观测直角坐标系下的坐标(X2,Y2,Z2)；步骤2、通过坐标转换T2，将目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标(B2,L2,H2)转换到地心地固坐标系下的坐标(X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)；步骤3、基于变换T3，根据目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标(X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)得到平台2与地心的直线距离r
e2
；步骤4、基于坐标转换T4，根据目标T在平台2上的观测直角坐标系下的坐标(X2,Y2,Z2、目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标(X
g2e
,Y
g2e
,Z
g2e
)和目标T在平台2上的地理坐标系下的坐标(B2,L2,H2)得到目标T在平台2上的地心地固坐标系下的坐标(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)；步骤5、通过坐标转换T5，将目标T在平台1上的地理坐标系下的坐标(B1,L1,H1)转换到地心地固坐标系下的坐标(X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)；步骤6、基于变换T6，根据目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标(X
g1e
,Y
g1e
,Z
g1e
)得到平台1与地心的直线距离r
e1
；步骤7、基于坐标转换T7，根据目标T在平台1上的地心地固坐标系下的坐标为(X
e2
,Y
e2
,Z
e2
)、平台2与地心的直线距离r
e2
、平台1与地心的直线距离r
e1
、目标T在平台1上的地理坐标系下的坐标(B1,L1,H1)得到目标T在平台1上的观测直角坐标系下的坐标(X1,Y1,Z1)；步骤8、通过坐标转换T8，将目标T在平台1上的观测直角坐标系下的坐标(X1,Y1,Z1)转换到目标T在平台1上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标2.根据权利要求1所述的多平台多传感器空间配准方法，其特征在于，所述坐标转换T1的表达式为：T1:其中，为目标T在平台2上的雷达传感器的观测球坐标系下的坐标，(X2,Y2,Z2)为目标T在平台2上的观测直角坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峥，穆宝余，谢荣，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：