异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法和系统，包括实时解算补偿点P2的位置，采用矩阵转换的思想，利用飞行转台的运动解算出接收模块R2中心点P1位置的运动规律，再结合视线指向向量，推导出补偿点P2的运动规律。本发明专利技术解决了不共轴、不共心的异形多模宽频段传感器半实物仿真的视线角模拟误差问题，保证了该类传感器半实物仿真视线角的实时模拟精度，有效地提高了仿真系统的可信度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法和系统


[0001]本专利技术涉及传感器仿真
，具体地，涉及异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法和系统。

技术介绍

[0002]随着多模制导体制武器的快速发展，异形结构的多模宽频段传感器也日渐兴起。与传统的单模传感器相比，异形多模宽频段传感器抗干扰能力更强，而与常规对称结构的多模宽频段相比，异形多模宽频段的器件技术成熟度高，成本相对较低。
[0003]异形多模宽频段传感器具有“不共轴、不共心”的特点，具体如图1所示，该传感器具有两个工作频段的接收模块，两个接收模块的轴线不共轴，同时接收模块的中心也不共心，两个模块间结构上轴向偏差L1，纵向偏差L2，用这种结构的传感器进行半实物仿会产生视线角模拟误差。
[0004]异形多模宽频段传感器半实物仿真的系统组成如图2所示，主要包括目标阵面、飞行转台和异形多模宽频段传感器，其中异形多模宽频段传感器安装在飞行转台上，其接收模块R1的中心与转台中心O重合，目标阵面是一个以转台中心O为球心的球面，阵面上的辐射单元产生信号，模拟目标的视线运动。辐射信号RS1的位置Q与也是转台中心O的接收模块R1的模块中心MC1的位置，构成基准视线。随着飞行转台的运动，接收模块R2的模块中心MC2，记为中心点P1，绕着转台中心O作球面运动，若辐射信号RS2也在点Q的位置，则辐射信号RS2的辐射点RP2与接收模块R2模拟出的视线与基准视线之间会产生一个夹角，即为视线角误差ε。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法和系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，包括：
[0007]步骤一：根据飞行转台控制指令，解算飞行转台运动规律，获取飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵；获取飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标；其中，异形多模宽频段传感器包括分别对应两个工作频段的两个传感器模块，这两个传感器模块的模块中心分别为模块中心MC1、模块中心MC2，其中，模块中心MC1在飞行转台回转中心，模块中心MC2不在飞行转台回转中心；
[0008]步骤二：根据飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标；
[0009]步骤三：根据惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标；
[0010]步骤四：根据目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，解算视线误差补偿数值。
[0011]优选地，在所述步骤一中：
[0012]飞行转台运动信息根据飞行转台控制指令获取，其中飞行转台控制指令有中框、外框、内框三个维度，分别用来仿真飞行器的方向、俯仰、滚动运动，分别表示为θ
*
,γ
*
；
[0013]飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵表示为具体解算如下：
[0014][0015]测量出模块中心MR2到模块中心MR1轴向距离为L1m，纵向距离L2m，侧向为0，模块中心MR2点P1在转台坐标系下坐标对应的向量表示为
[0016][0017]优选地，在所述步骤二中：
[0018]根据转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标具体解算为：
[0019][0020]x1、y1、z1分别表示点P1惯性坐标的解算数值。
[0021]优选地，在所述步骤三中：
[0022]利用双视线平行的几何约束，结合目标阵面球径，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，具体解算为：
[0023]P2惯性坐标系下坐标对应的向量表示为
[0024][0025]x2、y2、z2分别表示点P2惯性坐标的解算数值。
[0026]补偿后的射频视线对应的向量为
[0027][0028]基准视线OQ对应的向量为
[0029][0030]α
bc
为辐射信号RS1的位置Q的安装角度误差，R为目标阵面球径，均可根据实际条件进行测量获取。
[0031]根据双视线平行的几何约束，补偿目标条件P1P2//OQ，即
[0032][0033]k表示1个正实数，用以表示向量和向量之间是平行关系，且方向一致；
[0034]解算出补偿点P2惯性坐标系下坐标数值
[0035][0036]其中
[0037]优选地，在所述步骤四中：
[0038]结合视线角模拟关系，解算视线误差补偿数值；具体解算为
[0039][0040]α
xz
,β
xz
分别表示补偿数值分为高低向、方位向两个维度。
[0041]根据本专利技术提供的一种异形多模传感器仿真视线误差补偿控制系统，包括：
[0042]第一模块：根据飞行转台控制指令，解算飞行转台运动规律，获取飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵；获取飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标；其中，异形多模宽频段传感器包括分别对应两个工作频段的两个传感器模块，这两个传感器模块的模块中心分别为模块中心MC1、模块中心MC2，其中，模块中心MC1在飞行转台回转中心，模块中心MC2不在飞行转台回转中心；
[0043]第二模块：根据飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标；
[0044]第三模块：根据惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标；
[0045]步骤四：根据目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，解算视线误差补偿数值。
[0046]优选地，在所述第一模块中：
[0047]飞行转台运动信息根据飞行转台控制指令获取，其中飞行转台控制指令有中框、外框、内框三个维度，分别用来仿真飞行器的方向、俯仰、滚动运动，分别表示为θ
*
,γ
*
；
[0048]飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵表示为具体解算如下：
[0049][0050]测量出模块中心MR2到模块中心MR1轴向距离为L1m，纵向距离L2m，侧向为0，模块中心MR2点P1在转台坐标系下坐标对应的向量表示为
[0051][0052]优选地，在所述第二模块中：
[0053]根据转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标具体解算为：
[0054][0055]x1、y1、z1分别表示点P1惯性坐标的解算数值。
[0056]优选地，在所述第三模块中：
[0057]利用双视线平行的几何约束，结合目标阵面球径，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，具体解算为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，其特征在于，包括：步骤一：根据飞行转台控制指令，解算飞行转台运动规律，获取飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵；获取飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标；其中，异形多模宽频段传感器包括分别对应两个工作频段的两个传感器模块，这两个传感器模块的模块中心分别为模块中心MC1、模块中心MC2，其中，模块中心MC1在飞行转台回转中心，模块中心MC2不在飞行转台回转中心；步骤二：根据飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及飞行转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标；步骤三：根据惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标；步骤四：根据目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，解算视线误差补偿数值。2.根据权利要求1所述的异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤一中：飞行转台运动信息根据飞行转台控制指令获取，其中飞行转台控制指令有中框、外框、内框三个维度，分别用来仿真飞行器的方向、俯仰、滚动运动，分别表示为θ
*
,γ
*
；飞行转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵表示为具体解算如下：测量出模块中心MR2到模块中心MR1轴向距离为L1m，纵向距离L2m，侧向为0，模块中心MR2点P1在转台坐标系下坐标对应的向量表示为3.根据权利要求2所述的异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤二中：根据转台坐标系到惯性坐标系的坐标转换矩阵，以及转台坐标系下接收模块R2中心点坐标，解算惯性坐标系下接收模块R2中心点P1坐标具体解算为：x1、y1、z1分别表示点P1惯性坐标的解算数值。4.根据权利要求3所述的异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤三中：利用双视线平行的几何约束，结合目标阵面球径，解算目标阵面上补偿点P2惯性坐标系下坐标，具体解算为：P2惯性坐标系下坐标对应的向量表示为x2、y2、z2分别表示点P2惯性坐标的解算数值。
补偿后的射频视线对应的向量为基准视线OQ对应的向量为α
bc
为辐射信号RS1的位置Q的安装角度误差，R为目标阵面球径，均可根据实际条件进行测量获取。根据双视线平行的几何约束，补偿目标条件P1P2//OQ，即k表示1个正实数，用以表示向量和向量之间是平行关系，且方向一致；解算出补偿点P2惯性坐标系下坐标数值其中5.根据权利要求4所述的异形多模传感器仿真视线误差补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤四中：结合视线角模拟关系，解算视线误差补偿数值；具体解算为α
xz
,β
xz
分别表示补偿数值分为高低向、方位向两个维度。6.一种异形多模传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张业鑫，陆戈辉，万士正，张旭，黄杉，江振，徐啸，范旭伟，刘晓娟，王立权，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：