专利名称：雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线电定位系统的误差标定方法与装置，尤其涉及一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法与装置，能够对低功率雷达近区的动态跟踪误差进行标定并获得精确航迹。
背景技术：
雷达动态跟踪精度标定是雷达研制的一项重要内容，是保障雷达探测跟踪性能的关键指标。目前，雷达动态跟踪误差主要采用实射靶弹的方法进行标定，即通过事先计算靶弹的弹道轨迹，或者通过其他标准雷达测量出靶弹的弹道轨迹，将其作为标准值与被测雷达跟踪到的弹道轨迹相对比，进行雷达动态跟踪误差的标定。但是无论是事先计算的弹道轨迹还是标准雷达测量的轨迹，本身都存在一定误差，一般为米级，这个误差将直接带入雷达标定中，且这种方法的代价较高，给雷达标定带来一定困难。

发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，包括空中模拟目标和坐标接收站；所述空中模拟目标在空中受控飞行，其在反射雷达电波的同时对自身坐标进行定位，并将定位数据传回所述坐标接收站；所述坐标接收站固定安装在地面，其接收所述空中模拟目标传回的实时定位数据并与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪误差标定。在上述技术方案中，所述空中模拟目标为搭载有双差分GPS移动站的遥控飞行器；所述坐标接收站为与所述双差分GPS移动站对应的双差分GPS固定站。在上述技术方案中，所述遥控飞行器为新I型靶机。在上述技术方案中，所述双差分GPS移动站分包括数据处理盒、卫星接收天线和发射电台；所述卫星接收天线安装在遥控飞行器的上部中间位置的外部，用于接收GPS卫星定位信号；所述数据处理盒包括数据处理芯片、电路及配套电源，安装在遥控飞行器的中部靠前的位置；所述发射电台固定安装在遥控飞行器的底部。在上述技术方案中，所述双差分GPS移动站的数据采集频率为5Hz。本发明还提供了一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，使用空中模拟目标和与之对应的地面坐标接收站；并包括如下步骤:在所述空中模拟目标静止于地面时，启动空中模拟目标上搭载的移动定位装置，对空中模拟目标进行精确定位，并将带时间标签的定位数据发送到所述地面坐标接收站；当所述地面坐标接收站正确接收到所述定位数据时，启动空中模拟目标的飞行载具，使空中模拟目标按照指定轨迹在雷达有效探测范围内进行飞行；雷达将空中模拟目标作为探测目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录其航迹；
所述地面坐标接收站将实时接收到的带时间坐标的空中模拟目标的定位数据传送到雷达的处理机中，与雷达测量到的空中模拟目标飞行位置和轨迹进行对比，对雷达的动态跟踪误差进行标定。在上述技术方案中，所述空中模拟目标上搭载的移动定位装置为双差分GPS移动站。在上述技术方案中，所述空中模拟目标的飞行载具为新I型靶机。在上述技术方案中，所述双差分GPS移动站分包括数据处理盒、卫星接收天线和发射电台；所述卫星接收天线安装在新I型靶机的上部中间位置的外部，用于接收GPS卫星定位信号；所述数据处理盒包括数据处理芯片、电路及配套电源，安装在新I型靶机的中部靠前的位置；所述发射电台固定安装在新I型靶机的底部。在上述技术方案中，所述双差分GPS移动站的数据采集频率为5Hz。本发明取得了以下技术效果:1.用于各种雷达的动态跟踪精度标定；2.提闻雷达动态跟踪精度标定精度；3.可重复使用，降低单次标定成本。


图1为本发明中航模飞机搭载GPS模块的结构示意图；图2为本发明中地面坐标接收站的示意图。图中标记:1_航模飞机；2_数据处理盒；3_GPS移动站卫星接收天线；4_发射电台；5-GPS固定站；6_雷达。
具体实施例方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。如图1-2所示，本发明的雷达动态跟踪误差标定装置包括空中模拟目标和坐标接收站，空中模拟目标能够在空中受控飞行的同时反射雷达电波并对自身坐标进行实时定位，同时将定位数据传回坐标接收站。坐标接收站接收到空中模拟目标传回实时定位数据后与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪误差标定。空中模拟目标为搭载有双差分GPS移动站的航模飞机1，为了保证航模飞机I的平衡性，将双差分GPS的移动站分为数据处理盒2、卫星接收天线3和发射电台4等三大部分。卫星接收天线3通过螺丝固定安装在航模飞机I的上部中间位置的外部，用于接收GPS卫星定位信号；数据处理盒2包括数据处理芯片、电路及配套电源等部件，安装在航模飞机I的中部靠前的位置的舱内，在其四周采用泡沫塑料等手段进行减震并固定；发射电台4通过螺丝固定安装在航模飞机I的底部。通讯线从航模飞机I的内部将卫星接收天线3和发射电台4与数据处理盒2内的数据处理芯片、电路连接在一起，完成双差分GPS移动站各部分之间的信号传输功能。供电线从航模飞机I的两侧连接发射电台4和数据处理盒2内的配套电源，以实现对发射电台4的供电。在航模飞机I的表面还可以粘贴锡箔以增加对雷达波的反射面积。
航模飞机I优选为新I型靶机，其搭载的双差分GPS移动站总重量不超过2Kg，从而不会影响靶机正常飞行。其中，卫星接收天线3安装在靶机的上部中间位置，以方便接收来自天空的GPS卫星定位信号；数据处理芯片及配套电源等为主体部件，负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到靶机所处位置和高度的实时坐标数据，同时这也是重量最重的一部分，安装在靶机中部靠前的位置以保证靶机负重后仍保持重心靠前，方便靶机的飞行操控；发射电台4安装在靶机底部，其天线指向地面接收站电台，以方便实时与地面接收站电台进行通讯，将靶机的实时坐标数据发送给地面接收站电台，供雷达跟踪动态精度标定使用。靶机在天空中受控飞行时，反射雷达电波，可以成为雷达跟踪目标，并且根据新I型靶机的外形尺寸和飞行参数可知，靶机可以很好地模拟低空小目标的飞行特征。这样地面雷达站既可以通过雷达电波定位靶机的实时位置和高度，还可以通过靶机上搭载的双差分GPS移动站所传回的定位信息来获得靶机的实时位置和高度。由于双差分GPS移动站直接搭载在靶机上，且精度要高得多，因此其传回定位数据更加准确的反映出靶机的实时坐标，所以地面雷达站可以通过其传回的靶机定位数据对雷达跟踪得到的靶机定位数据进行标定和校准。该雷达动态跟踪误差标定装置的使用方法为，将GPS移动站按图1中所示方式固定到航模飞机I上后，开启GPS进入差分运算，对航模飞机I的坐标参数进行精确定位，通常GPS的数据采集频率为5Hz，即I秒钟定位5次，精度可达厘米级别。固定站5开始接收到航模飞机I上的GPS移动站发送的正确的数据信号后，启动航模飞机1，开始飞行。在雷达6的有效探测范围内，航模飞机操作员操作航模飞机I按预定轨迹飞行，雷达6将航模飞机I作为目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录目标航迹。双差分GPS的固定站5与雷达6的处理机连接，将实时接收到准确的带时间坐标的航模飞机位置数据传送到雷达6的处理机中，与雷达6测量到的航模飞机飞行位置和轨迹进行对比，实现雷达的动态跟踪误差标定。
权利要求
1.一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，其特征在于包括空中模拟目标和坐标接收站； 所述空中模拟目标在空中受控飞行，其在反射雷达电波的同时对自身坐标进行定位，并将定位数据传回所述坐标接收站； 所述坐标接收站固定安装在地面，其接收所述空中模拟目标传回的实时定位数据并与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪误差标定。
2.根据权利要求1所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，其特征在于:所述空中模拟目标为搭载有双差分GPS移动站的遥控飞行器；所述坐标接收站为与所述双差分GPS移动站对应的双差分GPS固定站。
3.根据权利要求2所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，其特征在于:所述遥控飞行器为新I型靶机。
4.根据权利要求2-3中任意一项所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，其特征在于:所述双差分GPS移动站分包括数据处理盒、卫星接收天线和发射电台；所述卫星接收天线安装在遥控飞行器的上部中间位置的外部，用于接收GPS卫星定位信号；所述数据处理盒包括数据处理芯片、电路及配套电源，安装在遥控飞行器的中部靠前的位置；所述发射电台固定安装在遥控飞行器的底部。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置，其特征在于:所述双差分GPS移动站的数据采集频率为5Hz。
6.一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于使用空中模拟目标和与之对应的地面坐标接收站；并包括如下步骤: 在所述空中模拟目标静止于地面时，启动空中模拟目标上搭载的移动定位装置，对空中模拟目标进行精确定位，并将带时间标签的定位数据发送到所述地面坐标接收站； 当所述地面坐标接收站正确接收到所述定位数据时，启动空中模拟目标的飞行载具，使空中模拟目标按照指定轨迹在雷达有效探测范围内进行飞行； 雷达将空中模拟目标作为探测目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录其航迹； 所述地面坐标接收站将实时接收到的带时间坐标的空中模拟目标的定位数据传送到雷达的处理机中，与雷达测量到的空中模拟目标飞行位置和轨迹进行对比，对雷达的动态跟踪误差进行标定。
7.根据权利要求6所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于:所述空中模拟目标上搭载的移动定位装置为双差分GPS移动站。
8.根据权利要求7所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于:所述空中模拟目标的飞行载具为新I型靶机。
9.根据权利要求8所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于:所述双差分GPS移动站分包括数据处理盒、卫星接收天线和发射电台；所述卫星接收天线安装在新I型靶机的上部中间位置的外部，用于接收GPS卫星定位信号；所述数据处理盒包括数据处理芯片、电路及配套电源，安装在新I型靶机的中部靠前的位置；所述发射电台固定安装在新I型靶机的底部。
10.根据权利要求9所述的雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于:所述双差分GPS移动站的数据采集频率为5Hz。
全文摘要
本发明涉及一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置和方法，包括空中模拟目标和坐标接收站；所述空中模拟目标在空中受控飞行，其在反射雷达电波的同时对自身坐标进行定位，并将定位数据传回所述坐标接收站；所述坐标接收站固定安装在地面，其接收所述空中模拟目标传回的实时定位数据并与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪误差标定。这种雷达跟踪低空小目标动态精度标定装置和方法定位精度高，避免了传统标定方法所带来的系统性误差，并且可以多次重复使用，从而实现对雷达的动态跟踪误差进行方便、可靠的标定，在提高标定精度的同时，大大降低了雷达动态跟踪误差的单次标定成本。
文档编号G01S7/40GK103163507SQ201110425648
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者任辉启, 易治, 徐流恩, 高超, 伍俊, 林加剑, 韩彧, 穆朝民 申请人:中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所