CN109613495A - 一种从车载dvr到gps服务器的gps信息补传方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及修正雷达测量误差的方法技术领域，具体公开一种从车载DVR到GPS服务器的GPS信息补传方法，通过合作目标做纯径向移动，观察雷达探测到的点迹与GPS点迹的偏角，用于修正角度误差。GPS点迹发送的延迟仅在径向距离上存在误差，这样就可以精确修正雷达0°与正北角度误差；通过合作目标做纯切向运动，在雷达监控操作终端界面应该形成两段以站心为圆心的圆弧，两段圆弧的距离差即为需要修正的雷达距离误差，GPS点迹发送的延迟仅在角度上存在前后误差，不影响雷达距离精度的修正。本发明的优点是，通过人员或其他移动载体携带预装过中转APP的智能终端，即可将大地坐标系与雷达坐标系归一化，实现目标点迹在实际地图上的高精度定位显示，使雷达终端输出的监控信息精确化。
Description
技术领域
本发明涉及修正雷达测量误差的方法技术领域，特别是指一种从车载DVR到GPS服务器的GPS信息补传方法。
背景技术
雷达探测的结果信息包括距离、角度、速度等，一般重点关注目标的距离和方位，即准确定位，确定目标位置及运动状态。所以，方位和距离信息的获取是监视雷达的主要功能。
基于雷达原理，所探测到的点的距离、角度信息均存在一定的系统误差；此外，雷达布站时机械零位与正北的偏角所形成的安装误差，均会对雷达测量精度产生较大影响。特别地，雷达终端叠加地图后，体现在雷达终端界面上，目标点的位置信息与实际大地坐标系下目标所在的位置信息存在一定表达误差。这种误差对操作者的判断将产生重要影响，故而有必要将此误差进行精确修正。故此，一般雷达架设后，需要将雷达的方位0°与正北进行归一化设置，并将雷达探测到的距离信息进行修正，就可以降低雷达的测量误差。传统做法是修正码盘的初始零位，并在距离上修正一定量，以达到改善雷达测量精度的目的。
如何将雷达方位码盘的0°与地理正北精确归一是提高雷达测量精度首先要解决的问题。通常是先记录站心位置处的GPS坐标，然后用瞄准镜找一具有明显地理特征的位置进行瞄准，瞄准后需记录两组数据：
1)记录此时雷达码盘的角度值，并记为θ1；
2)记录所瞄准的地理特征的GPS坐标。
依据图1所示小软件，计算此地理特征与雷达站心的连线的方位角信息(即此连线与正北之间的夹角)，并将此方位角记作θ2。计算△θ＝(θ2—θ1)的值，另找两处具有明显地理特征，需保证此三处地理特征在方位上有较大偏角，并将三次的△θ值求平均，即可得到所需要的角度调整数值。理论上，此过程选取的样本数越多，计算的角度值越精确，实际操作中一般选取三处地理位置作为参考。雷达测距精度一般较高，原则上修正量不会太大，但由于诸多因素的影响，雷达的距离数据在数值上可能会恒定偏差一个数值，需要将此定值修正，才可确保雷达的方位和距离测量精度足够高。
上述方法理论上可以精确修正雷达方位角度及距离误差，但存在如下不足之处：
1)易于引入操作误差，修正量随操作人员的不同而略有差异。
2)操作流程繁琐。由于要在天线法面内架装校瞄镜，需要保证雷达天线法向与校瞄镜瞄准方向的绝对重合，使雷达方位角度的电轴与光学校瞄系统的光轴绝对重合，实现光轴与电轴的精确转换，才能保证测量精度；
3)对操作环境有一定要求。如在高寒、强风等不利天气环境下，操作人员可能由于自身原因无法达到精确校准的目的；
综上所述，该传统方法在快速机动布防的监视雷达领域存在诸多使用缺陷，很难适应快速发展的监控布防需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种从车载DVR到GPS服务器的GPS信息补传方法，用于雷达监控终端叠加数字地图后，使雷达发现的目标点真实地浮现在雷达监控操作终端界面的地图之上，达到目标点迹在数字地图上的精确定位，用于精确指导监控人员对态势进行有效把控。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种从车载DVR到GPS服务器的GPS信息补传方法，所述雷达预控系统包括一服务器、雷达、与雷达连接的监控操作终端、具备定位功能的智能终端；所述服务器上安装公开的坐标转发服务程序；所述智能终端安装有中转APP，通过运营商提供的移动基站，将所处位置点坐标信息上报给坐标转发服务程序，服务器再通过互联网将所收到的位置点坐标信息传送到监控操作终端，具体包括以下步骤：
S1合作目标做纯径向移动：以雷达作为站心，合作目标手持预装有中转APP的智能终端，在地理特征明显的路面上进行纯径向移动，与此同时，在监控操作终端界面上(叠加数字地图后)会出现两种目标点，一种是雷达坐标系中目标点的位置，一种是GPS坐标系下目标点的位置；
S2修正角度误差：在监控操作终端界面上用鼠标获取合作目标在雷达坐标系的极坐标信息，同时以鼠标获取合作目标的GPS坐标点在雷达坐标系中的位置，观察雷达探测到的点迹与GPS点迹的偏角，GPS点迹发送的延迟仅在径向距离上存在误差，这样就可以精确修正雷达0°与正北角度误差；
S3合作目标做纯切向运动：以雷达作为站心，合作目标手持预装有中转APP的智能终端，在地理特征明显的路面上进行纯切向移动，与此同时，在监控操作终端界面上(叠加数字地图后)会出现两种目标点，一种是雷达坐标系中目标点的位置，一种是GPS坐标系下目标点的位置；
S4修正距离误差：在监控操作终端界面面上形成两段以站心为圆心的圆弧，两段圆弧的距离差即为需要修正的雷达距离误差，将鼠标放在雷达坐标系的目标点上读取距离信息，再将鼠标放在GPS坐标系下目标点的位置上，读取该点在雷达坐标系下的距离信息，GPS点迹发送的延迟仅在角度上存在前后误差，不影响雷达距离精度的修正，并将此两组距离信息比对，将雷达坐标系的距离进行修正。
本发明的有益效果在于：通过智能终端精确地校正雷达系统的测量误差，确保了雷达所发现点迹的位置信息与实际的地理位置信息较好吻合；
极大地缩短了雷达布站、校正所需的时间，为雷达系统快速响应提供了先决条件；
校正过程易操作，对环境无特殊要求，极大地降低了操作人员的劳动强度；
规避人为操作中，引入的各种不确定性误差；
监控值班员可对目标进行精确定位，指导现场巡逻人员进行有效处置，并对事件的整体发展态势进行有效预控。
此方法在现有雷达精度修正方法中具有很强的先进性，并且实现方法简易，易于操作，具备大面积推广的市场效应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对-实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的坐标转换工具界面示意图；
图2为雷达预控系统示意图；
图3为雷达精度修正原理示意图；
图4为未修正正北的实际雷达监控终端显示界面；
图5为修正角度值后的实际雷达监控终端显示界面；
图6为修正距离值后的实际雷达监控终端显示界面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以一种带GPS定位功能的智能终端(如手机)预装中转APP，保证智能终端和雷达操作终端的网络连接正常，即可在雷达监控操作终端界面上显示目前智能终端所处的地理位置，人员或车辆携带智能终端前往远端配合雷达探测，这样在雷达监控操作终端界面上就存在两种形式的位置点信息，一个为目标点的大地坐标，另一个为目标点的雷达系统坐标，此两点的距离、方位误差即为需要修正的雷达误差。通过对雷达方位角度及距离的修正，最终观察到的两种点迹应该完全重合，合作目标距离站心距离越远，修正精度越高。
通过人员或其他移动载体携带预装过中转APP的智能终端，即可将大地坐标系与雷达坐标系归一化，实现目标点迹在实际地图上的高精度定位显示，使雷达终端输出的监控信息精确化。
1)雷达预控系统位置点坐标转发原理
如图2所示，服务器上安装公开的坐标转发服务程序，安装有中转APP的智能终端通过运营商提供的移动基站，将所处位置的GPS坐标上报给坐标转发服务程序，坐标转发服务程序将此信息回传给接入网络的雷达操作终端，这样就可以实现装有中转APP的智能终端GPS坐标在雷达操作终端上的显示。
2)精度校正的工作原理
如图3所示，A点为雷达站心位置，B点为合作目标出现在雷达监控操作终端界面上位置，C点为经过转标转发服务程序给出的合作目标在大地坐标系下的位置点坐标，图中可以看出，合作目标在雷达监控操作终端界面上存在2个位置，相对于雷达坐标系，目标点的距离为d1，角度为α；相对于大地坐标系，目标点的距离为d2，角度为β。
修正雷达测量误差的目标是将雷达坐标系与大地坐标系归一化(即雷达的码盘0°与地理正北重合)，经过修正后的雷达坐标系与实际的大地坐标系重合，能够保证所探测到点迹与实际中目标点出现的位置较好吻合，即图中的B点和C点重合。
3)提高校正精度的方法
对于行进中的目标，雷达探测并显示在雷达监控操作终端界面上具有实时性，而GPS转发服务程序受制于网络通信质量、系统延迟等诸多因素影响不能实时显示，在校正时可能会产生滞后问题，从而产生校正误差。
对于此问题的应对措施包括如下两点：
a)合作目标做纯径向移动。观察雷达探测到的点迹与GPS点迹的偏角，用于修正角度误差。GPS点迹发送的延迟仅在径向距离上存在误差，这样就可以精确修正雷达0°与正北角度误差；
b)合作目标做纯切向运动。在雷达监控操作终端界面应该形成两段以站心为圆心的圆弧，两段圆弧的距离差即为需要修正的雷达距离误差。GPS点迹发送的延迟仅在角度上存在前后误差，不影响雷达距离精度的修正。
4)具体修正步骤
如图4所示，手持预装有中转APP的终端，在地理特征明显的路面上进行移动，与此同时，在雷达监控操作终端界面上(叠加数字地图后)会出现两种目标点，一种是雷达坐标系中目标点的位置，一种是GPS坐标系下目标点的位置，两者在角度和距离上均存在误差。
用鼠标获取目标在雷达坐标系的极坐标信息，同时以鼠标获取目标的GPS坐标点在雷达坐标系中的位置，先按第3)节中的a)方法获取角度的修正量，并将雷达坐标系进行转换，如图5所示，此时两种坐标系的角度差异被修正。
依据第3)节中的b)方法进行距离的修正，将鼠标放在雷达坐标系的目标点上读取距离信息，再将鼠标放在GPS坐标系下目标点的位置上，读取该点在雷达坐标系下的距离信息，并将此两组距离信息比对，如图6所示，将雷达坐标系的距离进行修正。
至此，完成了目标点从雷达坐标系向大地坐标系的转化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种从车载DVR到GPS服务器的GPS信息补传方法其特征在于：所述雷达预控系统包括一服务器、雷达、与雷达连接的监控操作终端、具备定位功能的智能终端；所述服务器上安装公开的坐标转发服务程序；所述智能终端安装有中转APP，通过运营商提供的移动基站，将所处位置点坐标信息上报给坐标转发服务程序，服务器再通过互联网将所收到的位置点坐标信息传送到监控操作终端。
2.S1合作目标做纯径向移动：以雷达作为站心，合作目标手持预装有中转APP的智能终端，在地理特征明显的路面上进行纯径向移动，与此同时，在监控操作终端界面上(叠加数字地图后)会出现两种目标点，一种是雷达坐标系中目标点的位置，一种是GPS坐标系下目标点的位置。
3.S2修正角度误差：在监控操作终端界面上用鼠标获取合作目标在雷达坐标系的极坐标信息，同时以鼠标获取合作目标的GPS坐标点在雷达坐标系中的位置，观察雷达探测到的点迹与GPS点迹的偏角，GPS点迹发送的延迟仅在径向距离上存在误差，这样就可以精确修正雷达0°与正北角度误差。
4.S3合作目标做纯切向运动：以雷达作为站心，合作目标手持预装有中转APP的智能终端，在地理特征明显的路面上进行纯切向移动，与此同时，在监控操作终端界面上(叠加数字地图后)会出现两种目标点，一种是雷达坐标系中目标点的位置，一种是GPS坐标系下目标点的位置。
5.S4修正距离误差：在监控操作终端界面面上形成两段以站心为圆心的圆弧，两段圆弧的距离差即为需要修正的雷达距离误差，将鼠标放在雷达坐标系的目标点上读取距离信息，再将鼠标放在GPS坐标系下目标点的位置上，读取该点在雷达坐标系下的距离信息，GPS点迹发送的延迟仅在角度上存在前后误差，不影响雷达距离精度的修正，并将此两组距离信息比对，将雷达坐标系的距离进行修正。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US11378668B2 (en) | 2020-03-03 | 2022-07-05 | Ford Global Technologies, Llc | Radar calibration |
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2017
- 2017-10-04 CN CN201710925440.1A patent/CN109613495A/zh active Pending
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