CN110673103B

CN110673103B - 一种用于共轴双雷达系统的零位标校方法及系统

Info

Publication number: CN110673103B
Application number: CN201911003503.3A
Authority: CN
Inventors: 贾阳; 张平
Original assignee: Chengdu Huirong Guoke Microsystem Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Huirong Guoke Microsystem Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2039-10-22
Also published as: CN110673103A

Abstract

本发明提供一种共轴双雷达系统的零位标校方法及系统，所述方法包括：在暗室分别对所述共轴双雷达系统的各单套雷达执行光轴与机械轴标校；室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各雷达的零位。根据本发明的方案，先在暗室分别对两台雷达执行光轴与机械轴标校，记录两台雷达各自的偏差角度；再在室外构建共轴双雷达系统中，使两台雷达上自己的全站仪发出的激光指向同一标靶位置，记录两台雷达在共轴双雷达系统中的偏差角度，进而计算所述共轴双雷达系统的零位补偿角度，以对雷达进行角度补偿，实现了两个雷达的校准，使共轴双雷达系统具有统一的零位以及高精度的输出，满足武器系统的高精度引导要求。

Description

一种用于共轴双雷达系统的零位标校方法及系统

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及电子领域的探测技术，尤其涉及一种用于共轴双雷达系统零位标校的方法及系统。

背景技术

目前，很多武器系统如激光武器等，进行目标跟踪时，具有粗跟、精跟两种跟踪子系统，通过粗跟子系统的跟踪结果引导精跟子系统，即通过粗跟子系统获得跟踪目标的数据，由粗跟子系统输出跟踪数据，粗跟子系统的输出数据作为精跟子系统的输入，才能引导武器进行精准打击。由于两套子系统有各自的器件的基准零位，为了提高武器精准度，各子系统的零位标校工作则必不可少。

在探测领域，雷达用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。现有的探测系统中，安装有扫描雷达和跟踪雷达，或者将扫描雷达与跟踪雷达置于同一转台。但是，在具有扫描雷达和跟踪雷达的系统中，由于机械加工、组装零件、器件安装都存在误差，以及各雷达系统零位不统一等因素，导致各子系统间零位不一致，进而导致扫描雷达输出的数据无法为跟踪雷达所使用，即扫描雷达输出的数据无法引导后续的跟踪雷达或者其他光电跟踪系统，造成整个武器系统无法工作。因此，共轴双雷达系统零位标校是亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于共轴双雷达系统的零位标校方法及系统，所述方法及系统，用以解决现有技术中各雷达子系统间零位不一致，导致扫描雷达输出的数据无法为跟踪雷达所使用的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种用于共轴双雷达系统的零位标校方法，包括：

步骤S101：在暗室分别对所述共轴双雷达系统的各单套雷达执行光轴与机械轴标校；

步骤S102：室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各雷达的零位。

进一步地，所述共轴双雷达系统的各单套雷达配置全站仪，所述全站仪发射激光执行光轴与机械轴标校。

进一步地，所述各单套雷达包括雷达阵面、参考平面。

进一步地，在暗室分别对所述共轴双雷达系统的各单套雷达执行光轴与机械轴标校，包括：

所述各单套雷达配置全站仪，所述全站仪与所述雷达阵面平行，所述雷达阵面中心对准所述喇叭天线中心；

调整所述全站仪的方位角、俯仰角，使得所述全站仪激光中心对准所述标靶的目标标靶位置；

记录所述全站仪的方位角a_i、俯仰角b_i；

记录各全站仪的偏差角度X_i，X_i＝(a_i,b_i)。

进一步地，使得所述全站仪激光中心对准所述标靶的目标标靶位置，所述目标标靶位置满足：

所述喇叭天线中心与所述标靶位置的距离与所述雷达阵面中心到所述激光中心的距离相等。

进一步地，所述室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各雷达的零位，包括：

所述共轴双雷达系统的各雷达所各自配置的全站仪的光轴同时指向同一目标标靶位置，调整两台全站仪各自的方位角、俯仰角，使所述两台全站仪各自的激光中心对准同一目标标靶位置，记录所述全站仪的各自的方位角c_i、俯仰角d_i，记录各全站仪的偏差角度Y_i，Y_i＝(c_i,d_i)，计算所述共轴双雷达系统的零位补偿角度σ，以一台雷达为基准，另外一台雷达补偿该零位补偿角度σ。

进一步地，所述共轴双雷达系统的零位补偿角度σ，σ＝(Y₁-X₁)-(Y₂-X₂)。

进一步地，所述超远距离标靶是距离雷达700米设置所述标靶。

根据本发明第二方面，提供一种用于共轴双雷达系统的零位标校系统，包括：

两台雷达，所述两台雷达各自配置有全站仪，用于执行如前所述的方法。

根据本发明的上述方案，使共轴双雷达系统具有统一的零位以及高精度的输出，满足武器系统的高精度引导要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明提供如下附图进行说明。在附图中：

图1为本发明提出的共轴双雷达系统的零位标校方法流程图；

图2为本发明提出的暗室内单套雷达与机械轴标校示意图；

图3为本发明提出的室外共轴双雷达系统零位标校方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。

首先结合图1说明本发明的本发明提出的共轴双雷达系统的零位标校方法，图1示出了根据本发明的共轴双雷达系统的零位标校方法流程图。如图1所示：

所述步骤S101：在暗室分别对所述共轴双雷达系统的各单套雷达执行光轴与机械轴标校，包括：

在本实施例中，结合图2说明本发明提出的暗室内单套雷达与机械轴标校的方法，图2为本发明提出的暗室内单套雷达与机械轴标校示意图。

所述各单套雷达包括雷达阵面1、参考平面2，为各单套雷达配置全站仪4。所述雷达阵面1具有雷达阵面中心A，所述参考平面2具有喇叭天线中心B，喇叭天线是B点的点目标，所述全站仪具有激光中心D。

如图2所示安装各单套雷达，确保所述全站仪4与所述雷达阵面1平行，所述雷达阵面中心A对准所述喇叭天线中心B。在此基础上，调整所述全站仪4的方位角、俯仰角，使得所述全站仪激光中心D对准所述标靶3的目标标靶位置，标靶3为点目标，位于喇叭天线正上方，所述目标标靶位置记为C，所述目标标靶的位置满足如下条件：所述喇叭天线中心B与所述标靶位置C的距离h与所述雷达阵面中心A到所述激光中心D的距离相等。记录此时所述全站仪4的方位角a_i、俯仰角b_i，此时的方位角a_i、俯仰角b_i组成了所述雷达光轴与机械轴的偏差角度X_i，X_i＝(a_i,b_i)。对于本实施例共轴双雷达系统的待安装的两套雷达，分别记录各自的全站仪的偏差角度，进而利用各自的全站仪的偏差角度，完成单套雷达与机械轴标校。

在暗室分别对各单套雷达进行光轴与机械轴标校，以光轴代替机械轴进行零位标校，即为各单套雷达配置一台全站仪，光轴选用全站仪的激光。同时，光轴与机械轴的偏差角以全站仪的方位角、俯仰角读数为准，偏差角度记为X_i，X_i＝(a_i,b_i)。两套雷达的偏差角度分别记为X₁、X₂，其中X₁＝(a₁,b₁)，X₂＝(a₂,b₂)。

所述步骤S102：室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各雷达的零位，

本实施例中，结合图3说明本发明提出的室外共轴双雷达系统零位标校方法，图3为本发明提出的室外共轴双雷达系统零位标校示意图。

所述共轴双雷达系统进行零位标校，包括：所述共轴双雷达系统的两台雷达各自配置全站仪，所述全站仪的位置如图3中E、F所示，天线位置G上设置有标靶，各雷达与天线远距离设置，全站仪垂直高度为H，各全站仪与天线彼此间两两平行或近似于两两平行。

所述共轴双雷达系统的两台雷达所各自配置的全站仪的光轴同时指向同一目标标靶位置，以光轴代替波束指向标靶；调整两台全站仪各自的方位角、俯仰角，使所述两台全站仪各自的激光中心对准同一目标标靶位置，例如图3中的同一目标标靶位置，由于环境是室外远距离，因此对准标靶的方式是近似平行原则，分别将两台全站仪的位置E、F与标靶位置O连线，认为两条连线EO与FO平行，以此计算所述同一目标标靶位置，此时记录雷达系统的两台雷达所各自配置的全站仪的方位角c_i、俯仰角d_i，此时的方位角c_i、俯仰角d_i组成了偏差角度Y_i，Y_i＝(c_i,d_i)，两套雷达的偏差角度分别记为Y₁、Y₂，其中Y₁＝(c₁,d₁)，Y₂＝(c₂,d₂)。计算所述共轴双雷达系统的零位补偿角度σ，σ＝(Y₁-X₁)-(Y₂-X₂)。

所述调整所述各雷达的零位，包括：根据所述零位补偿角度，调整所述各雷达的零位。具体地，以一台雷达为基准，另外一台雷达补偿该零位补偿角度σ＝(Y₁-X₁)-(Y₂-X₂)。

在又一实施例中，选取室外空旷环境，例如与雷达阵面的距离为700米远处设置天线，本领域技术人员应当理解，此处700米仅为示例性说明，可以选取其他远距离设置天线。所述天线上设置有标靶，全站仪垂直高度为H，设置共轴双雷达系统，各全站仪与天线彼此间两两平行或近似于两两平行，由于激光距离靶目标校远，可以采用近似平行去计算，引入误差为arctan(H/700)，为了减小此误差，可增加标靶与所述雷达阵面的距离。先在暗室分别对两台雷达执行光轴与机械轴标校，记录两台雷达各自的偏差角度；再在室外构建共轴双雷达系统，在整个共轴双雷达系统中，使两台雷达上自己的全站仪发出的激光指向同一标靶位置，记录两台雷达在共轴双雷达系统中的偏差角度，进而计算所述共轴双雷达系统的零位补偿角度σ，以对雷达进行角度补偿，实现了两个雷达的校准。

本发明实施例进一步给出一种共轴双雷达系统的零位标校系统，其特征在于，所述系统包括：两台雷达，所述两台雷达各自配置有全站仪，用于执行如前所述的方法。

对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种共轴双雷达系统的零位标校方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S102：室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各单套雷达的零位；

所述共轴双雷达系统的各单套雷达配置全站仪，所述全站仪发射激光执行光轴与机械轴标校；

所述在暗室分别对所述共轴双雷达系统的各单套雷达执行光轴与机械轴标校，包括：

所述各单套雷达配置全站仪，所述全站仪与雷达阵面平行，所述雷达阵面中心对准喇叭天线中心；

记录所述全站仪的方位角a_i、俯仰角b_i；

记录各全站仪的偏差角度X_i，X_i＝(a_i,b_i)；

所述室外设置超远距离标靶,对所述共轴双雷达系统进行零位标校；调整所述各雷达的零位，包括：

2.如权利要求1所述的共轴双雷达系统的零位标校方法，其特征在于，所述各单套雷达包括雷达阵面、参考平面。

3.如权利要求2所述的共轴双雷达系统的零位标校方法，其特征在于，所述使得所述全站仪激光中心对准所述标靶的目标标靶位置，所述目标标靶位置满足：

4.如权利要求1所述的共轴双雷达系统的零位标校方法，其特征在于，所述超远距离标靶是距离雷达700米设置所述标靶。

5.一种共轴双雷达系统的零位标校系统，其特征在于，所述系统包括：两台雷达，所述两台雷达各自配置有全站仪，用于执行如权利要求1-4之任一所述的方法。