专利名称：一种雷达动态跟踪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精度标定方法与装置，尤其涉及一种雷达动态跟踪精度标定方法与装置，能够有效剔除地杂波的影响，对低功率雷达近区的动态跟踪精度进行标定。
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，雷达动态跟踪精度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，进行雷达动态跟踪精度的标定。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动态跟踪精度标定装置，包括模拟目标、牵引机构和坐标接收站，所述牵引机构包括承载索、牵引索、和卷扬机；所述模拟目标具有反射指定雷达回波特性的外形，可滑动地吊挂在承载索上，在至少一个方向上通过牵引索被电动卷扬机牵引，从而发生位置改变，并且该位置及位置变化被雷达所定位探测；所述模拟目标包括定位装置，对自身坐标进行定位，并将定位数据实时传回所述坐标接收站；所述坐标接收站固定安装在地面，将所述模拟目标传回的实时定位数据与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪精度标定。
在上述技术方案中，所述模拟目标所搭载的定位装置包括双差分GPS移动站，所述双差分GPS移动站包括GPS卫星信号接收天线、数据处理芯片、电源、和短波电台；所述GPS卫星信号接收天线接收来自GPS卫星的定位信号；所述数据处理芯片负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到模拟目标所处位置和高度的实时坐标数据；所述短波电台与固定的坐标接收站之间进行通讯，实时传输模拟目标所处位置和高度的坐标数据。
在上述技术方案中，所述牵引机构还包括支撑结构，所述承载索为架设在至少两个支撑结构上方的钢丝绳，离开地面足够的高度以构成索道，所述卷扬机设置在支撑结构下方通过绞盘来拉动或松开牵引索。
在上述技术方案中，模拟目标包括外壳，所述外壳为与雷达所需探测的目标具有相同的外形或雷达反射特性。
在上述技术方案中，所述卷扬机牵引模拟目的的速度不小于lOm/s，所述双差分GPS移动站的数据采集频率不小于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，使用牵引机构、模拟目标和与之对应的坐标接收站；并包括如下步骤:在所述模拟目标静止时，启动模拟目标上搭载的定位装置，对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坐标接收站；当所述坐标接收站正确接收到所述定位数据时，启动牵引机构使模拟目标以一定的轨迹和速度进行运行；雷达将模拟目标作为探测目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录其运动轨迹；所述坐标接收站将实时接收到的带时间坐标的模拟目标的定位数据传送到雷达的处理机中，与雷达测量到的模拟目标运动轨迹进行对比，对雷达的动态跟踪精度进行标定。
在上述技术方案中，所述模拟目标上搭载的定位装置为双差分GPS移动站，所述双差分GPS移动站包括GPS卫星信号接收天线、数据处理芯片、电源、和短波电台；所述GPS卫星信号接收天线接收来自GPS卫星的定位信号；所述数据处理芯片负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到模拟目标所处位置和高度的实时坐标数据；所述短波电台与固定的坐标接收站之间进行通讯，实时传输模拟目标所处位置和高度的坐标数据。
在上述技术方案中，所述牵引机构包括支撑结构、承载索、牵引索、和卷扬机；所述模拟目标具有反射指定雷达回波特性的外形，可滑动地吊挂在承载索上，在至少一个方向上通过牵引索被电动卷扬机牵引，从而发生位置改变。
在上述技术方案中，所述卷扬机牵引模拟目的的速度不小于10m/s。
在上述技术方案中，所述双差分GPS移动站的数据采集频率不小于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的标定精度；
3.获得雷达动态跟踪精度系统误差；
4.可有效模拟各类目标的反射特性；
5.系统重复性好，效费比高。
图1为本发明所提供的模拟目标的示意图2为本发明的地面坐标接收站的示意图。
图中标记:1_模拟目标；2_GPS移动站；3_承载索；4_牵引索；5_电动卷扬机；6-GPS固定站；7_雷达。
具体实施方式
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，本发明所提供的雷达动态跟踪精度标定装置包括模拟目标、牵引机构和坐标接收站。
模拟目标I包括外壳，外壳设计为与所需要模拟探测的目标具有相同的外形或雷达反射特性，即可以采用任何所需的材料，如金属、复合材料等，制作成为所需的外形，如飞机、导弹等；也可以根据雷达需要测量的目标特性，可制作成所需的尺寸和外形。在外壳的内部或上方设置有固定平台，用于搭载精确确定模拟目标位置的定位装置。
牵引机构用于控制模拟目标I的运动轨迹，其包括支架、承载索3、牵引索4、电动卷扬机5 ;承载索3架设在至少两个支架的上方，离开地面足够的高度以构成索道，电动卷扬机5设置在支架下方通过绞盘来拉动或松开牵引索4 ;模拟目标I可滑动地吊挂在承载索3上，并且沿着大致上与承载索3平行的方向上被牵引索4牵引，模拟目标I至少在一个方向上通过牵引索4被电动卷扬机5牵引，从而发生位置改变；其优选地在两个方向上分别通过两条牵引索4被两个电动卷扬机5牵引，从而可以实现往复运动，以模拟较为复杂的轨迹。优选地，承载索3为两端支撑起来的钢丝绳，钢丝绳之间的跨度不小于100m，模拟目标相对雷达的高度不小于5m，雷达与模拟目标之间可通视，模拟目标通过滑轮悬挂在作为承载索的钢丝绳上，通过作为牵引索的缆绳与电动卷扬机联接，电动卷扬机包括储绳卷筒、电机和涡轮蜗杆减速器等部件，电动卷扬机牵引模拟目的的速度不小于lOm/s。
模拟目标I搭载的定位装置可以为双差分GPS移动站2，双差分GPS移动站2包括GPS卫星信号接收天线、数据处理芯片、电源、和短波电台等；GPS卫星信号接收天线接收来自GPS卫星的定位信号；数据处理芯片负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到模拟目标I所处位置和高度的实时坐标数据；短波电台与固定的坐标接收站之间进行通讯，实时传输模拟目标I所处位置和高度的坐标数据。优选地，双差分GPS移动站安装在模拟目标中间位置，GPS卫星信号接收天线指向天空。
模拟目标I搭载的定位装置还可以包括线缆位移传感器，通过测量模拟目标I与承载索3的相对位移再结合架设承载索3的支架的位置来实时计算出模拟目标I的精确位置和高度。
该雷达动态跟踪精度标定装置的使用方法为，将GPS移动站2按图1中所示方式安装到模拟目标I上后，开启GPS移动站2与固定站6通讯，进入差分运算，对模拟目标I的坐标参数进行精确定位，通常GPS移动站2的数据采集频率不小于5Hz，即I秒钟至少定位5次，精度可达厘米级别。固定站6开始接收到模拟目标I上的GPS移动站2发送的正确的数据信号后，启动电动卷扬机5，牵引模拟目标I开始在承载索3上滑行。雷达7将模拟目标I作为探测目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录目标运动轨迹。双差分GPS的固定站6与雷达7的处理机连接，实时接收带时间坐标的位置数据，与雷达7测量的模拟目标运动轨迹进行对比，实现雷达的动态跟踪精度标定。由于模拟目标I主要沿承载索3滑行，运动轨迹相对固定，雷达7可对其进行重复测量，并通过分析计算得到雷达7的系统误差。
模拟目标I在电动卷扬机5的牵引下在索道上滑行、反射雷达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，完成雷达动态跟踪精度标定。
由于模拟目标I在索道上牵引滑行时，反射雷达电波，成为雷达跟踪目标，并且模拟目标I根据雷达需要测量的目标特征进行制作，可以很好地对雷达所需跟踪目标的雷达反射特征进行模拟。这样地面雷达站既可以通过雷达波定位目标的实时位置和高度，还可以通过目标上搭载的定位装置所传回的模拟目标I的位置信息来获得目标的实时位置和高度。由于作为定位装置的双差分GPS移动站直接安装在模拟目标上，且定位精度要高得多，精度可达厘米级，因此其传回定位数据能够更加准确的反映出模拟目标I的实时坐标，可以作为真值与雷达跟踪得到的模拟目标的雷达回波定位数据相对比，进行标定和校准，完成雷达动态跟Ife精度标定。
权利要求
1.一种雷达动态跟踪精度标定装置，包括模拟目标、牵引机构和坐标接收站，其特征在于:所述牵引机构包括承载索、牵引索、和卷扬机； 所述模拟目标具有反射指定雷达回波特性的外形，可滑动地吊挂在承载索上，在至少一个方向上通过牵引索被电动卷扬机牵引，从而发生位置改变，并且该位置及位置变化被雷达所定位探测； 所述模拟目标包括定位装置，对自身坐标进行定位，并将定位数据实时传回所述坐标接收站； 所述坐标接收站固定安装在地面，将所述模拟目标传回的实时定位数据与雷达回波定位数据相对比，完成雷达动态跟踪精度标定。
2.根据权利要求1所述的雷达动态跟踪精度标定装置，其特征在于:所述模拟目标所搭载的定位装置包括双差分GPS移动站，所述双差分GPS移动站包括GPS卫星信号接收天线、数据处理芯片、电源、和短波电台； 所述GPS卫星信号接收天线接收来自GPS卫星的定位信号； 所述数据处理芯片负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到模拟目标所处位置和高度的实时坐标数据； 所述短波电台与固定的坐标接收站之间进行通讯，实时传输模拟目标所处位置和高度的坐标数据。
3.根据权利要求1所述的雷达动态跟踪精度标定装置，其特征在于:所述牵引机构还包括支撑结构，所述承载索为架设在至少两个支撑结构上方的钢丝绳，离开地面足够的高度以构成索道，所述卷扬机设置在支撑结构下方通过绞盘来拉动或松开牵弓I索。
4.根据权利要求2-3中任意一项所述的雷达动态跟踪精度标定装置，其特征在于:模拟目标为与雷达所需探测的目标具有相同的外形或雷达反射特性。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的雷达动态跟踪精度标定装置，其特征在于:所述卷扬机牵引模拟目的的速度不小于lOm/s，所述双差分GPS移动站的数据采集频率不小于 5Hz0
6.一种雷达跟踪低空小目标动态精度标定方法，其特征在于使用牵引机构、模拟目标和与之对应的坐标接收站；并包括如下步骤: 在所述模拟目标静止时，启动模拟目标上搭载的定位装置，对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坐标接收站； 当所述坐标接收站正确接收到所述定位数据时，启动牵引机构使模拟目标以一定的轨迹和速度运行； 雷达将模拟目标作为探测目标并对其位置进行探测、扫描和跟踪，并记录其运动轨迹； 所述坐标接收站将实时接收到的带时间坐标的模拟目标的定位数据传送到雷达的处理机中，与雷达测量到的模拟目标运动轨迹进行对比，对雷达的动态跟踪精度进行标定。
7.根据权利要求6所述的雷达动态跟踪精度标定方法，其特征在于:所述模拟目标上搭载的定位装置为双差分GPS移动站，所述双差分GPS移动站包括GPS卫星信号接收天线、数据处理芯片、电源、和短波电台； 所述GPS卫星信号接收天线接收来自GPS卫星的定位信号；所述数据处理芯片负责通过接收到的GPS卫星定位信号计算得到模拟目标所处位置和高度的实时坐标数据； 所述短波电台与固定的坐标接收站之间进行通讯，实时传输模拟目标所处位置和高度的坐标数据。
8.根据权利要求7所述的雷达动态跟踪精度标定方法，其特征在于:所述牵引机构包括支撑结构、承载索、牵引索、和卷扬机； 所述模拟目标具有反射指定雷达回波特性的外形，可滑动地吊挂在承载索上，在至少一个方向上通过牵弓I索被电动卷扬机牵弓I，从而发生位置改变。
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:所述卷扬机牵引模拟目的的速度不小于lOm/s。
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 集频率不小于5Hz。
全文摘要
本发明涉及一种雷达动态跟踪精度标定装置和方法，包括牵引索道、模拟目标和坐标接收站；所述模拟目标在电动卷扬机牵引下在索道上滑行，其在反射雷达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，完成雷达动态跟踪精度标定。这种雷达动态跟踪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误差，且架设简便，适用性广。通过雷达重复测量与对比，可获得雷达系统误差，从而实现对雷达的动态跟踪精度进行方便、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精度的标定成本。
文档编号G01S7/40GK103217667SQ201210014218
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者任辉启, 易治, 周世峰, 徐流恩, 高超, 伍俊, 穆朝民, 林加剑 申请人:中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所