CN109471103B - 一种弹载双基sar数据融合定位误差修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，涉及合成孔径雷达技术领域，该方法包括获取攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式；建立距离和的状态方程；获取攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式；建立弹间数据链测距的状态方程；建立攻击弹和照射弹惯性导航系统的状态方程；建立基于距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程和协同定位观测方程，进行解算，得到修正信息进行补偿，输出校正信息。本方法通过建立基于距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程和协同定位观测方程，进行定位误差补偿，提高了弹载双基SAR的定位精度。

Description

一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法。

背景技术

双基SAR相对于单基SAR，可以获取的目标信息更丰富，还能提高系统的抗摧毁性、抗隐身性等优点，在地形测绘、战场监视、地面运动目标侦察等领域具有广阔的应用前景。弹载双基SAR由于攻击弹和照射弹分置，因此可以实现照射弹照射目标区域进行方位向多普勒高分辨，攻击弹面对目标区域进行高分辨二维雷达图像末制导。但是当导航系统提供的运动参数存在误差时，攻击弹和照射弹的定位不准确，会严重影响弹载双基SAR系统的成像质量和目标定位精度。

目前世界上主要采用卫星导航定位系统和惯性导航系统INS为导弹提供自定位信息。卫星导航定位系统主要使用美国GPS，由于它是由美国控制，常会由于战争等因素关闭或施加干扰。惯性导航系统完全自主，保密性强，并且机动灵活，具有多功能参数输出，但是存在误差随时间积累的问题。在给定初始定位信息后，短时间内可由导弹自身完成定位工作，但要适当修正惯性导航系统随时间增加产生的积累误差，以保证惯性导航系统工作的准确性。

因此，GPS易受干扰且战时不能依赖，在无GPS条件下应寻求提高武器定位精度的方法，以满足弹载双基SAR平台应用的特殊要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，提高定位的精度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，用于对弹载双基SAR系统中攻击弹和照射弹的定位进行误差修正，包括如下步骤：

获取攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式；

建立攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程；

获取攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式；

建立攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程；

建立攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位观测方程；

根据协同定位状态方程和协同定位观测方程进行Kalman滤波解算，得到攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息；

以攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息，对定位误差进行补偿，输出校正信息。

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式为：

d_sum＝R_r+R_t+δt_sum+υ_sum

其中，d_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点的距离和的测量值，R_r为攻击弹与场景中心点的距离真值，R_t为照射弹与场景中心点的距离真值，δt_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差，υ_sum为获取攻击弹和照射弹与场景中心点距离和时的测量噪声。

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程：

其中，X_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的状态向量，F_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统矩阵，G_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声向量。

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式为：

d_D＝c·Δt_D+δt_D+υ_D

其中，d_D为攻击弹与照射弹的弹间距离的测量值，c为光速，Δt_D为攻击弹与照射弹弹间数据链传输的时间差，c·Δt_D即为攻击弹与照射弹的弹间距离真值，δt_D为攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差，υ_D为弹间测距时的测量噪声。

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程为：

其中，X_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的状态向量，F_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统矩阵，G_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声向量。

在上述技术方案的基础上，攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程：

其中，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量。

在上述技术方案的基础上，协同定位状态方程：

其中，X为协同定位状态方程所对应的状态向量，F为协同定位状态方程所对应的系统矩阵，G为协同定位状态方程所对应的系统噪声矩阵，W为协同定位状态方程所对应的系统噪声向量；同时

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息包括攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差。

在上述技术方案的基础上，弹间数据链的测距修正信息包括攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差。

在上述技术方案的基础上，攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息包括速度误差、姿态角误差、位置误差、加速度计零偏误差、陀螺漂移误差。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，通过攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和信息、数据链提供的弹间距离信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统提供的位置信息，建立协同定位状态方程和协同定位观测方程，对已有参数进行定位误差补偿，输出校正信息，提高了弹载双基SAR的定位精度。

(2)本发明弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，采用攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和信息作为约束条件，进行误差建模，解决了攻击弹与照射弹时间不同步导致的测距误差问题，提高了测距的准确性。

(3)本发明弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，利用数据链实时测量并相互通报攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统之间的距离，在一定程度上摆脱了定位对GPS的依赖性，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例中弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法的流程图；

图2是本发明实施例中弹载双基SAR系统探测场景中心点的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，用于对弹载双基SAR系统中攻击弹和照射弹的定位进行误差修正，包括如下步骤：

获取攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式；

建立攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程；

获取攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式；

建立攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程；

建立攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位观测方程；

根据协同定位状态方程和协同定位观测方程进行Kalman滤波解算，得到攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息；

以攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息，对定位误差进行补偿，输出校正信息。

首先说明3个坐标系的定义：

地球坐标系：坐标系原点选在地球中心，Z_e轴和地球自转轴重合指向北极，X_e轴在赤道平面内指向格林威治子午线，Y_e轴也在赤道平面内指向东经90°的方向，X_eY_eZ_e构成右手坐标系。地球坐标系和地球固连，相对惯性坐标系以地球自转角速率Ω绕OZ_i旋转。

北天东导航坐标系：坐标系原点位于导航系统所在点P，X_n轴指向当地地理北，Y_n轴垂直于当地水平面指向天，Z_n轴指向当地地理东。P点相对地球坐标系的位置关系就是载体的地理位置(经度λ和纬度L)。导航系相对于地球系的转动速率ω_en由P点相对于地球的运动决定。

前上右载体坐标系：坐标系原点在惯组的测量中心，X_b沿惯组的纵轴方向指向前，Y_b轴沿惯组垂直向上，Z_b轴沿惯组的横轴指向右侧，X_bY_bZ_b构成右手坐标系。载体坐标系相对地理坐标系的方位即为载体的姿态，相应的三个姿态角为横滚角、偏航角和俯仰角。

本发明实施例提供一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，具体包括：

步骤一、获取双基SAR系统中攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式。

所谓场景中心点即雷达波照射区域的几何中心点。参见图2所示，在双基SAR系统中，假设场景中心点在地球坐标系下的定位结果为(x₀,y₀,z₀)，攻击弹在地球坐标系下的坐标真值为(x₁,y₁,z₁)，照射弹在地球坐标系下的坐标真值为(x₂,y₂,z₂)，则双基SAR系统中攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式为：

d_sum＝[(x₁-x₀)²+(y₁-y₀)²+(z₁-z₀)²]^1/2+[(x₂-x₀)²+(y₂-y₀)²+(z₂-z₀)²]^1/2+δt_sum+υ_sum

其中，d_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点的距离和的测量值，δt_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差，υ_sum为获取攻击弹和照射弹到场景中心点的距离和时的测量噪声。

在本发明实施例中，令：

R_r＝[(x₁-x₀)²+(y₁-y₀)²+(z₁-z₀)²]^1/2

R_t＝[(x₂-x₀)²+(y₂-y₀)²+(z₂-z₀)²]^1/2

其中，R_r为攻击弹与场景中心点的距离真值，R_t为照射弹与场景中心点的距离真值，则距离和表达式可简化为：

d_sum＝R_r+R_t+δt_sum+υ_sum。

步骤二、建立攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程：

其中，X_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的状态向量，F_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统矩阵，G_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声向量。

在攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程中，因攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差δt_sum在一水平值上下轻微波动，误差极小，故假设其为固定值。根据步骤一中攻击弹和照射弹与场景中心点的测距和表达式，可得X_S、F_S、G_S、W_S的简化形式如下：

X_S＝δt_sum

F_S＝0

G_S＝1

W_S＝ω_s。

其中，ω_s为建立测距和状态方程时的测距白噪声。

步骤三、获取攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式。

优选地，攻击弹和照射弹各自配备一套数据链，可以实时测量并且相互通报攻击弹和照射弹的位置以及它们之间的相互距离，数据链测距采用无线电测距技术，利用攻击弹和照射弹数据链传输的时间差，即可求得攻击弹和照射弹之间的距离：

d_D＝c·Δt_D+δt_D+υ_D

其中，d_D为攻击弹与照射弹的弹间距离的测量值，c为光速，Δt₂为攻击弹与照射弹弹间数据链传输的时间差，c·Δt_D即为攻击弹与照射弹的弹间距离真值，δt_D为攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差，υ_D为弹间测距时的测量噪声。

步骤四、建立攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程：

其中，X_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的状态向量，F_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统矩阵，G_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声向量。

在弹间数据链测距的状态方程中，因攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差δt_D在一水平值上下轻微波动，误差极小，故假设其为固定值。根据步骤三中攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式，可得X_D、F_D、G_D、W_D的简化形式如下：

X_D＝δt_D

F_D＝0

G_D＝1

W_D＝ω_D。

其中，ω_D为基于弹间数据链传输的测距白噪声。

步骤五、建立攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程。

优选地，首先建立攻击弹惯性导航系统的状态方程：

其中，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量。

在攻击弹惯性导航系统的状态方程中：

其中，

为攻击弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的速度误差，

为攻击弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的姿态角误差，δλ^A、δL^A、δh^A为攻击弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下的经度误差、纬度误差、高度误差；

其中，R_N为子午圈曲率半径，R_E为卯酉圈曲率半径，

为攻击弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的速度，L^A、h^A为攻击弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下的纬度、高度，

为攻击弹惯性导航系统加速度计测得的比例在北天东导航坐标系下的投影的北向、天向、东向分量，Ω为地球旋转角速率Ω＝7.292115×10^-5rad/s；

其中，

为攻击弹惯性导航系统相对于载体坐标系的加速度计零偏，

为攻击弹惯性导航系统相对于载体坐标系的陀螺漂移；

其中，

为攻击弹惯性导航系统载体的方向余弦矩阵。

然后建立照射弹惯性导航系统的状态方程：

其中，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量。

在照射弹惯性导航系统的状态方程中：

其中，

表示照射弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的速度误差，

表示照射弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的姿态角误差，δλ^I、δL^I、δh^I表示照射弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下的经度误差、纬度误差、高度误差；

其中，

表示照射弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下北向、天向、东向的速度，L^I、h^I表示照射弹惯性导航系统在北天东导航坐标系下的纬度、高度，

表示照射弹惯性导航系统加速度计测得的比例在北天东导航坐标系下的投影的北向、天向、东向分量；

其中，

表示照射弹惯性导航系统相对于载体坐标系的加速度计零偏，

表示照射弹惯性导航系统相对于载体坐标系的陀螺漂移；

其中，

表示照射弹惯性导航系统载体的方向余弦矩阵。

步骤六、建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程：

其中，X为协同定位状态方程所对应的状态向量，F为协同定位状态方程所对应的系统矩阵，G为协同定位状态方程所对应的系统噪声矩阵，W为协同定位状态方程所对应的系统噪声向量；同时

步骤七、建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位观测方程。

优选地，假设攻击弹惯性导航系统在地球坐标系下的定位结果为(x_p1,y_p1,z_p1)，照射弹惯性导航系统在地球坐标系下的定位结果为(x_p2,y_p2,z_p2)，结合步骤一中场景中心点在地球坐标系下的定位结果(x₀,y₀,z₀)，可以得到攻击弹和照射弹到场景中心点的距离和的计算值d_p1为：

d_p1＝[(x_p1-x₀)²+(y_p1-y₀)²+(z_p1-z₀)²]^1/2+[(x_p2-x₀)²+(y_p2-y₀)²+(z_p2-z₀)²]^1/2

将距离和的计算值d_p1的前后两项分别在(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)处一阶泰勒展开可得：

令：

以此将距离和的计算值d_p1简化为如下形式：

d_p1＝R_r+a₁₁δx₁+a₁₂δy₁+a₁₃δz₁+R_t+a₂₁δx₂+a₂₂δy₂+a₂₃δz₂

由于在实际的观测过程中，距离和误差一般较小，可以忽略二阶及以上的高阶无穷小量，以获取近上述似标准展开式。

因此，求得在地球坐标系下的攻击弹和照射与场景中心点距离和误差的观测方程为：

δd₁＝d_p1-d_sum

δd₁＝R_r+a₁₁δx₁+a₁₂δy₁+a₁₃δz₁+R_t+a₂₁δx₂+a₂₂δy₂+a₂₃δz₂-(R_r+R_t+δt_sum+υ_sum)

＝a₁₁δx₁+a₁₂δy₁+a₁₃δz₁+a₂₁δx₂+a₂₂δy₂+a₂₃δz₂-δt_sum-υ_sum

利用攻击弹和照射弹惯性导航系统的定位结果，可以得到弹间距离的计算值为：

d_p2＝[(x_p1-x_p2)²+(y_p1-y_p2)²+(z_p1-z_p2)²]^1/2

令：

R_p＝[(x₁-x₂)²+(y₁-y₂)²+(z₁-z₂)²]^1/2

将弹间距离的计算值d_p2在(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)处一阶泰勒展开可得：

d_p2＝R_p+a₃₁δx₁+a₃₂δy₁+a₃₁δz₁-a₃₁δx₂-a₃₂δy₂-a₃₃δz₂

利用弹间数据链测距结果，将攻击弹和照射弹之间的距离约等于为：

d_D＝R_p+δt_D+υ_D

因此，求得在地球坐标系下的弹间数据链测距误差的观测方程为：

δd₂＝d_p2-d_D

＝R_p+a₃₁δx₁+a₃₂δy₁+a₃₁δz₁-a₃₁δx₂-a₃₂δy₂-a₃₃δz₂-(R_p+δt_D+υ_D)

＝a₃₁δx₁+a₃₂δy₁+a₃₃δz₁-a₃₁δx₂-a₃₂δy₂-a₃₃δz₂-δt_D-υ_D

地球坐标系与北天东导航坐标系坐标转换关系如下：

x＝(R_N+h)cosLcosλ

y＝(R_N+h)cosLsinλ

z＝[R_N(1-e)²+h]sinL

其中，e表示地球的扁率，e＝1/298.257。

对地球坐标系与北天东导航坐标系坐标转换关系求全微分：

δx＝δhcosLcosλ-(R_N+h)sinLcosλδL-(R_N+h)cosLsinλδλ

δy＝δhcosLsinλ-(R_N+h)sinLsinλδL+(R_N+h)cosLcosλδλ

δz＝δhsinL+[R_N(1-e)²+h]cosLδL

然后建立弹载双基SAR与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位的观测方程如下：

Z＝H·X+V

其中，Z表示协同定位观测方程所对应的观测向量，H表示协同定位观测方程所对应的测量矩阵，X表示协同定位观测方程所对应的状态向量，V表示协同定位观测方程所对应的测量噪声。

在上述协同定位观测方程中：

其中，(λ^A,L^A,h^A)为对应攻击弹惯性导航系统在地球坐标系下的坐标(x_p1,y_p1,z_p1)在北天东导航坐标系下的经度、纬度、高度坐标，(λ^I,L^I,h^I)为对应照射弹惯性导航系统在地球坐标系下的坐标(x_p2,y_p2,z_p2)在北天东导航坐标系下的经度、纬度、高度坐标。

步骤八、根据协同定位状态方程和协同定位观测方程进行Kalman滤波解算，对各自的系统状态进行估计，得到最优估计值，即为攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息。

具体地，离散化后的协同定位状态方程和协同定位观测方程可表示为如下形式：

其中，X_K为k时刻协同定位的状态向量，Φ_k,k-1为k-1到k时刻该协同定位的一步转移矩阵，X_k-1为k-1时刻协同定位的状态向量，Γ_k-1为k-1时刻该协同定位的系统噪声矩阵，W_k-1为k-1时刻该协同定位的噪声向量，Z_k为k时刻该协同定位的观测向量，H_k为k时刻该协同定位的测量矩阵，V_k为k时刻该协同定位的测量噪声，{W_k-1}、{V_k}为互不相关零均值白噪声序列。

步骤九、以攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息，对定位误差进行补偿，输出校正信息。

具体地，将攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息分别反馈到攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程、攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程以及攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程中进行导航解算，得到校正信息。

优选地，最后一次Kalman滤波修正结束时得到的误差参数估计值，即为攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息。

其中，攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息包括攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差；弹间数据链的测距修正信息包括攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差。攻击弹惯性导航系统的导航参数修正信息包括攻击弹惯性导航系统的速度误差、姿态角误差、位置误差、加速度计零偏误差、陀螺漂移误差；照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息包括照射弹惯性导航系统的速度误差、姿态角误差、位置误差、加速度计零偏误差、陀螺漂移误差。

本发明实施例的弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，通过攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和信息、数据链提供的弹间距离信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统提供的位置信息，建立协同定位状态方程和协同定位观测方程，对已有参数进行定位误差补偿，输出校正信息，提高了弹载双基SAR的定位精度。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，用于对弹载双基SAR系统中攻击弹和照射弹的定位进行误差修正，其特征在于，包括如下步骤：

获取攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式；

建立攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程；

获取攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式；

建立攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程；

建立攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位状态方程；

建立基于攻击弹和照射弹与场景中心点距离和约束、弹间数据链测距约束、攻击弹和照射弹惯性导航系统约束的协同定位观测方程；

根据所述协同定位状态方程和所述协同定位观测方程进行Kalman滤波解算，得到攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息；

以所述攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息、弹间数据链的测距修正信息以及攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息，对定位误差进行补偿，输出校正信息；

所述攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和表达式为：

d_sum＝R_r+R_t+δt_sum+υ_sum

其中，d_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点的距离和的测量值，R_r为攻击弹与场景中心点的距离真值，R_t为照射弹与场景中心点的距离真值，δt_sum为攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差，υ_sum为获取攻击弹和照射弹与场景中心点距离和时的测量噪声；

所述攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程：

其中，X_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的状态向量，F_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统矩阵，G_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_S为攻击弹和照射弹与场景中心点距离和的状态方程所对应的系统噪声向量；

所述攻击弹和照射弹的弹间数据链的测距表达式为：

d_D＝c·Δt_D+δt_D+υ_D

其中，d_D为攻击弹与照射弹的弹间距离的测量值，c为光速，Δt_D为攻击弹与照射弹弹间数据链传输的时间差，c·Δt_D即为攻击弹与照射弹的弹间距离真值，δt_D为攻击弹与照射弹的时钟误差等效的距离误差，υ_D为弹间测距时的测量噪声；

所述攻击弹和照射弹的弹间数据链测距的状态方程为：

其中，X_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的状态向量，F_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统矩阵，G_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声矩阵，W_D为弹间数据链测距的状态方程所对应的系统噪声向量；

所述攻击弹惯性导航系统和照射弹惯性导航系统的状态方程：

其中，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为攻击弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的状态向量，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声矩阵，

为照射弹惯性导航系统状态方程所对应的系统噪声向量；

所述协同定位状态方程：

其中，X为协同定位状态方程所对应的状态向量，F为协同定位状态方程所对应的系统矩阵，G为协同定位状态方程所对应的系统噪声矩阵，W为协同定位状态方程所对应的系统噪声向量；同时

2.如权利要求1所述弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，其特征在于：所述攻击弹和照射弹与场景中心点的距离和修正信息包括攻击弹和照射弹到场景中心点时间同步误差等效的距离误差。

3.如权利要求1所述弹载双基SAR数据融合定位误差修正方法，其特征在于：所述攻击弹和照射弹惯性导航系统的导航参数修正信息包括速度误差、姿态角误差、位置误差、加速度计零偏误差、陀螺漂移误差。

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