【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达误差校正，尤其是涉及一种基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法。
技术介绍
1、雷达是对海上非合作目标进行监测和预警的主要手段。以相控阵为代表的现代雷达，由于其波束控制速度很快，一套雷达系统能够同时完成对多批目标的探测和跟踪。但受机械结构偏移变形、安装平台倾斜、内部电器元件老化及外部电磁干扰等因素的影响，雷达观测往往存在系统误差，该误差最大甚至能达到公里量级，因此定期对雷达进行校准很有必要。
2、传统的岸基雷达标校通常利用地面上位置已知的固定目标或通过对多个雷达公共观测区域内同一目标的测量建立配准模型并求解。该类方法标校范围有限，无法在远海海域进行应用。并且，传统雷达校准方法中，对雷达系统误差估算往往精度不够高，从而导致校准效果不佳。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术采取的技术方案为：
2、一种基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，包括如下步骤：
3、s1：建立雷达观测误差模型，并输入雷达观测数据、gnss推送数据和雷达站坐标信息；
4、s2、改进麻雀搜索算法初始化，随机产生候选种群，并利用混沌映射和反向学习扩大种群范围，将种群中的个体按适应度值进行排序，选取适应度值较高的多个个体组成新的初始种群；
5、s3、根据迭代进度自适应调整探索者、跟随者数量；
6、s4、按照鱼鹰全局搜索策略更新探索者位置，并按照麻雀搜索机制更新跟随者、警戒者的位置；
7、s5
8、s6、判断算法是否达到最大迭代次数，若达到则输出此时雷达观测误差模型的最优解作为雷达系统误差的估算结果，否则返回步骤s3；
9、s7、利用雷达系统误差的估算结果，对雷达测得的目标位置进行校正，输出校正后的目标位置。
10、进一步地，在步骤s1中，首先建立雷达观测误差模型，将雷达探测到的合作目标作为参考源，所述合作目标为装有gnss且能通过数据链实时推送其所处位置的航空器，并将gnss测得的参考源位置数据与雷达观测数据进行关联、时间配准、坐标变换。
11、进一步地，在步骤s1中，建立雷达观测误差模型时，具体包括如下步骤：
12、首先考虑通信时延带来的位置偏差，设合作目标的gnss数据推送周期为tg，雷达测量周期为tr，gnss数据推送时刻依次为雷达量测时间为
13、二者间的时间偏差依次为得到以下关系：
14、δt2+tg＝tr+δt1 (1)
15、通过平滑和插值算法将合作目标的位置推送周期重建，使tg＝tr，则即通信时延为一常值δt，估算出该值后结合合作目标航空器的速度对通信时延造成的位置偏差进行修正；
16、接下来，设在时刻k接收到合作目标推送的地理位置包括纬度lg(k)，经度λg(k)和海拔高度hg(k)，转换到ecef坐标系中：
17、
18、其中e为地球偏心率，c通过下式计算：
19、
20、式中eq为赤道半径；
21、雷达在k时刻的测量的数据包含合作目标的径向距离rm(k)、方位角θm(k)、高程角ηm(k)，将其变换到以雷达位置为原点坐标的局部笛卡尔坐标系下为：
22、
23、再转换到以地心为原点的ecef坐标系下：
24、
25、其中，(xs,ys,zs)为雷达地理坐标(ls,λs,hs)在ecef坐标系下的坐标，能够利用式(2)计算，t为旋转矩阵：
26、
27、gnss位置信息传输用时δt，故在时间k接收到的位置信息实际为k-δt时刻合作目标的坐标信息，而在δt时间内，合作目标又移动了一段距离，设合作目标为匀速直线运动，其在k时刻的实际位置(xegt(k),yegt(k),zegt(k))与gnss定位(xeg(k),yeg(k),zeg(k))间存在以下关系：
28、
29、其中vx、vy、vz分别为合作目标航空器在雷达局部坐标系下沿xyz三轴的速度；
30、接下来，设雷达系统误差为δr为测距系统误差，δθ为方位系统误差，δη为高程系统误差，雷达量测噪声为根据式(20)得到k时刻合作目标在雷达局部坐标系中的实际位置为：
31、
32、转换到ecef坐标系中为：
33、
34、式(7)与式(9)均代表了某时刻同一参考源在ecef坐标系下的真实坐标，因此可得：
35、
36、将式(8)代入得：
37、
38、至此将通信时延与雷达系统误差联合起来建立一体化误差，记一体化系统误差向量为
39、令则有：
40、
41、取参考源的n个测量值，构造目标函数：
42、
43、式中，ω为β的定义域，后续步骤中利用改进麻雀搜索算法对式(13)进行寻优计算，实现对系统误差向量β的估计。
44、进一步地，步骤s2具体包括：
45、设由n只麻雀组成的d维搜索空间中，每只麻雀位置表示为：
46、
47、对应麻雀的适应度表示为：
48、
49、改进麻雀搜索算法初始化，并随机产生候选的初始化种群x如式(14)所示，然后采用混沌bernoulli映射来增强初始种群的随机性和多样性，混沌bernoulli映射的迭代公式为：
50、
51、其中，下标k为混沌迭代次数，λ为常数，再将产生的混沌序列zi,j映射到麻雀搜索空间中：
52、xi,j＝xl+(xu-xl)×zi,j (17)
53、式中xu和xl分别为搜索空间的上下界；
54、将式(14)中的x代入式(17)生成混沌种群y；
55、另一方面，利用折射反向学习机制进一步扩大可选解的范围，当前麻雀个体位置xi,j的反向解为：
56、
57、式中，aj和bj分别表示当前种群第j维的最小值和最大值，k为透镜缩放系数；
58、将式(14)中的x代入式(18)生成反向学习种群z；
59、然后，将种群x、y、z中的个体按适应度值进行排序，选取前n个个体组成新的初始种群，记为：
60、
61、进一步地，步骤s3中，在迭代初期，为扩大搜索范围，增大探索者在种群中所占比重，而在转入以局部精确搜索为主的模式时，增加跟随者数目，提高算法收敛精度和速度；
62、并且，构建探索者、跟随者数目自适应调整式为：
63、
64、pnum＝rn (21)
65、fnum＝(1-r)n (22)
66、式中，iter为迭代次数，iterm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S1中，首先建立雷达观测误差模型，将雷达探测到的合作目标作为参考源，所述合作目标为装有GNSS且能通过数据链实时推送其所处位置的航空器，并将GNSS测得的参考源位置数据与雷达观测数据进行关联、时间配准、坐标变换。
3.根据权利要求2所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S1中，建立雷达观测误差模型时，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，步骤S3中，在迭代初期，为扩大搜索范围，增大探索者在种群中所占比重，而在转入以局部精确搜索为主的模式时，增加跟随者数目，提高算法收敛精度和速度；
6.根据权利要求5所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S4中，按照鱼鹰全局搜索策略
7.根据权利要求6所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S4中，按照麻雀搜索机制更新跟随者的位置时，其位置更新为：
8.根据权利要求7所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S4中，按照麻雀搜索机制更新警戒者的位置时，其位置更新为：
9.根据权利要求8所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S5中，具体地，将迭代次数iter作为自适应t分布的自由度，自适应t分布对位置的扰动如下：
10.根据权利要求9所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤S6中，判断算法是否达到最大迭代次数itermax，若达到则输出此时雷达观测误差模型的最优解作为雷达系统误差的估算结果，即利用改进麻雀搜索算法完成对式(11)的求解，否则返回步骤S3；
...【技术特征摘要】
1.一种基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤s1中，首先建立雷达观测误差模型，将雷达探测到的合作目标作为参考源，所述合作目标为装有gnss且能通过数据链实时推送其所处位置的航空器，并将gnss测得的参考源位置数据与雷达观测数据进行关联、时间配准、坐标变换。
3.根据权利要求2所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，在步骤s1中，建立雷达观测误差模型时，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，步骤s2具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于改进麻雀搜索算法的雷达误差校正方法，其特征在于，步骤s3中，在迭代初期，为扩大搜索范围，增大探索者在种群中所占比重，而在转入以局部精确搜索为主的模式时，增加跟随者数目，提高算法收敛精度和速度；
6.根据权利要求5所述的基于改进麻雀搜索算...
【专利技术属性】
技术研发人员：石章松，刘一飞，徐慧慧，傅冰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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