CN112033394B - 一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置 - Google Patents

一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置，所述方法包括：获得探测设备当前所在位置；探测设备进行实时探测，获得威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合；合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合；进行坐标转换，得到所述合作目标在设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角；将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；对确认出的合作目标进行无威胁标识。根据本发明的方案，从武器打击目标中分离合作目标，结束作战设备对合作目标的后续处理操作。该方法可以高效率、高准确率、低消耗、低成本地实现合作目标的识别。

Description

一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置
技术领域
本发明涉及目标探测领域，尤其涉及一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置。
背景技术
随着探测设备与跟踪设备的高速发展与广泛应用，探测方式已经实现了现代化、全面信息化与自动化，依托信息化技术可以快速准确地获取敌方的各种信息，再利用信号处理与数据处理可以获取并分析敌方的每一步计算，依靠高度集成化的探测设备可以快速搜索、实时跟踪，辅助武器系统精确打击敌人。
但是这种作战方式存在一个弊端，即全面自动化的设备与操作会将合作对象，即合作目标作为攻击目标，例如为防御伊朗方面的弹道导弹袭击，美军“爱国者”导弹的系统部署在伊拉克战场上，作为一款全天时全天候的高度信息化操作系统，该系统多次发生虚假警报，甚至将合作目标战机作为攻击目标，造成了严重的后果与经济损失。
因此，如何高效率、高准确率、低消耗、低成本地识别合作目标成为当前面临的一大问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于定位设备的合作目标识别方法及装置，所述方法及装置，用以解决现有技术中定位设备在作战环境中不能准确识别敌方、合作目标，我方打击武器不能精确识别敌我，不操作我方合作目标的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种基于定位设备的合作目标识别方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S101：将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000029
步骤S102：所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
步骤S104：合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000021
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000022
步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
步骤S107：对确认出的合作目标进行无威胁标识。
进一步地，所述步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD，包括：
所述探测设备开机后正常工作，能够对空域、地面中的目标进行实时探测或跟踪，并获得环境中威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合TD，其中，TD包括在探测设备坐标系下，目标的方位角
Figure BDA00026647972400000210
俯仰角θD、距离RD、时间信息tD，
Figure BDA0002664797240000023
N为探测或跟踪的目标总个数，
Figure BDA0002664797240000024
表示第一个目标的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000025
表示第N个目标的方位角信息；
Figure BDA0002664797240000026
i＝1,2，…N，其中，ni表示第i条航迹包含的点迹个数；
Figure BDA0002664797240000027
表示第i个目标航迹内第一个点迹的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000028
表示第i条目标航迹内第ni个点迹的方位角信息；θD＝[θ1D，θ2D，…，θND]，RD＝[R1D，R2D，…，RND]，tD＝[t1D，t2D，…，tND]，θND表示第N个目标的俯仰角信息；RND表示第N个目标的俯仰角信息；tND表示第N个目标的俯仰角信息。
进一步地，所述步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000031
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000032
包括：
步骤S1051：由所述探测设备在大地坐标系下的位置ED，计算所述探测设备与合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息，计算公式如下：
xE＝(R+HD)cos(LD)cos(BD)
yE＝(R+HD)cos(LD)sin(BD)
zE＝[R(1-e2)+HD]sin(LD)
R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；
步骤S1052：基于所述合作目标回传的大地坐标系下的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR，获得所述合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息
Figure BDA0002664797240000033
计算公式如下：
Figure BDA0002664797240000034
Figure BDA0002664797240000035
Figure BDA0002664797240000036
步骤S1053：求解所述合作目标相对于所述探测设备的位置坐标：
Figure BDA0002664797240000037
步骤S1054：求解所述合作目标以所述探测设备为原点的探测设备站心坐标系中的观测向量：
其中，所述探测设备站心坐标系的原点为探测设备，x轴指向正北方向，y轴指向正东方向，由右手定则确定z轴方向；
Figure BDA0002664797240000041
其中，S为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002664797240000042
步骤S1055：基于站心坐标系下的观测向量[Δe，Δn，Δu]获得所述合作目标相对于所述探测设备的航迹方位角
Figure BDA0002664797240000043
俯仰角
Figure BDA0002664797240000044
与距离信息
Figure BDA0002664797240000045
Figure BDA0002664797240000046
进一步地，所述步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标，包括：
步骤S1061：步骤S1061：基于所述合作目标回传的UTC时间tR与所述位置信息与时间信息集合TD的时间信息tD进行时间配准，得到配准后的全位目标位置信息
Figure BDA0002664797240000047
其中
Figure BDA0002664797240000048
Ri表示第i个合作目标的位置信息，
Figure BDA0002664797240000049
表示第i个合作目标的方位角信息，
Figure BDA00026647972400000410
θi表示第i个合作目标的俯仰角信息，
Figure BDA00026647972400000411
表示第i个合作目标的时间信息；；
步骤S1062：基于时间配准后的合作目标位置信息与所述位置信息与时间信息集合TD基于匹配算法进行航迹匹配，输出与所述合作目标位置信息匹配的目标探测航迹。
根据本发明第二方面，提供一种基于定位设备的合作目标识别装置，所述装置包括：
第一配置模块：配置为将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000051
第二配置模块：配置为所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
识别目标模块：配置为所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
回传模块：配置为合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
第一计算模块：配置为基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000052
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000053
确认模块：配置为将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
标识模块：配置为对确认出的合作目标进行无威胁标识。
进一步地，所述识别目标模块，包括：
所述探测设备开机后正常工作，能够对空域、地面中的目标进行实时探测或跟踪，并获得环境中威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合TD，其中，TD包括在探测设备坐标系下，目标的方位角
Figure BDA00026647972400000510
俯仰角θD、距离RD、时间信息tD，
Figure BDA0002664797240000054
N为探测或跟踪的目标总个数，
Figure BDA0002664797240000055
表示第一个目标的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000056
表示第N个目标的方位角信息；
Figure BDA0002664797240000057
i＝1,2，…N，其中，ni表示第i条航迹包含的点迹个数；
Figure BDA0002664797240000058
表示第i个目标航迹内第一个点迹的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000059
表示第i条目标航迹内第ni个点迹的方位角信息；θD＝[θ1D，θ2D，…，θND]，RD＝[R1D,R2D,…,RND]，tD＝[t1D,t2D,…,tND]，θND表示第N个目标的俯仰角信息；RND表示第N个目标的俯仰角信息；tND表示第N个目标的俯仰角信息。
进一步地，所述第一计算模块，包括：
第一计算子模块：配置为由所述探测设备在大地坐标系下的位置ED，计算所述探测设备与合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息，计算公式如下：
xE＝(R+HD)cos(LD)cos(BD)
yE＝(R+HD)cos(LD)sin(BD)
zE＝[R(1-e2)+HD]sin(LD)
R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；
第二计算子模块：配置为基于所述合作目标回传的大地坐标系下的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR，获得所述合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息
Figure BDA0002664797240000061
计算公式如下：
Figure BDA0002664797240000062
Figure BDA0002664797240000063
Figure BDA0002664797240000064
第一求解子模块：配置为求解求解所述合作目标相对于所述探测设备的位置坐标：
Figure BDA0002664797240000065
第二求解子模块：配置为求解所述合作目标以所述探测设备为原点的探测设备站心坐标系中的观测向量：
其中，所述探测设备站心坐标系的原点为探测设备，x轴指向正北方向，y轴指向正东方向，由右手定则确定z轴方向；
Figure BDA0002664797240000066
其中，S为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002664797240000071
第一转换子模块：配置为基于站心坐标系下的观测向量[Δe,Δn,Δu]获得所述合作目标相对于所述探测设备的航迹方位角
Figure BDA0002664797240000072
俯仰角
Figure BDA0002664797240000073
与距离信息
Figure BDA0002664797240000074
Figure BDA0002664797240000075
进一步地，所述确认模块，包括：
第一配准子模块：配置为基于所述合作目标回传的UTC时间tR与所述位置信息与时间信息集合TD的时间信息tD进行时间配准，得到配准后的全位目标位置信息
Figure BDA0002664797240000076
其中
Figure BDA0002664797240000077
Ri表示第i个合作目标的位置信息，
Figure BDA0002664797240000078
表示第i个合作目标的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000079
θi表示第i个合作目标的俯仰角信息，
Figure BDA00026647972400000710
表示第i个合作目标的时间信息；
第一匹配子模块：配置为基于时间配准后的合作目标位置信息与所述位置信息与时间信息集合TD基于匹配算法进行航迹匹配，输出与所述合作目标位置信息匹配的目标探测航迹。
根据本发明第三方面，提供一种基于定位设备的合作目标识别系统，包括：
处理器，用于执行多条指令；
存储器，用于存储多条指令；
其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如前所述的基于定位设备的合作目标识别的方法。
根据本发明第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如前所述的基于定位设备的合作目标识别的方法。
根据本发明的上述方案，适用于目标探测或跟踪设备，在能够获得合作目标在大地坐标系下位置信息的条件下，利用坐标转换技术解算合作目标在当前设备(目标探测设备或跟踪设备)站心坐标系下的位置信息，并基于该位置信息对目标进行识别与无威胁标识，从武器打击目标中分离合作目标，从而结束作战设备对合作目标的后续处理操作，从而节省资源。该方案可以高效率、高准确率、低消耗、低成本地实现合作目标的识别。
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为本发明一个实施方式的基于定位设备的合作目标识别方法流程图；
图2为本发明一个实施方式的基于定位设备的合作目标识别装置结构框图。
具体实施方式
定义：
威胁目标：敌方目标。
合作目标：己方目标或友方目标。
首先结合图1说明为本发明一个实施方式的基于定位设备的合作目标识别方法流程图。如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S101：将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000091
步骤S102：所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
步骤S104：合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000096
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000092
步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
步骤S107：对确认出的合作目标进行无威胁标识。
所述步骤S101：将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000095
其中：
通过读取寻北设备的读数，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000093
其中，
Figure BDA0002664797240000094
为所述探测设备阵面法线方向与正北方向顺时针旋转的角度大小。
所述寻北设备包括寻北仪、光纤陀螺仪等具有判定所述探测设备与正北方向夹角的设备，本实施例中，选用寻北仪作为寻北设备，但不限于寻北仪，也可以采用其他设备。
本步骤的坐标系为大地坐标系。
所述步骤S102：所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD，其中：
所述定位设备为能够测量目标在大地坐标系下位置信息的设备，例如GPS等。本实施例中，选用GPS作为定位设备，但不限于GPS设备，也可以采用其他设备。
所述步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD，包括：
所述探测设备开机后正常工作，能够对空域、地面中的目标进行实时探测或跟踪，并获得环境中威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合TD，其中，TD包括在探测设备坐标系下，目标的方位角
Figure BDA0002664797240000107
俯仰角θD、距离RD、时间信息tD，
Figure BDA0002664797240000101
N为探测或跟踪的目标总个数，
Figure BDA0002664797240000102
表示第一个目标的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000103
表示第N个目标的方位角信息。
Figure BDA0002664797240000104
i＝1,2,…N，其中，ni表示第i条航迹包含的点迹个数；
Figure BDA0002664797240000105
表示第i个目标航迹内第一个点迹的方位角信息，
Figure BDA0002664797240000106
表示第i条目标航迹内第ni个点迹的方位角信息；θD＝[θ1D,θ2D,…,θND]，RD＝[R1D,R2D,…,RND]，tD＝[t1D,t2D,…,tND]，θND表示第N个目标的俯仰角信息；RND表示第N个目标的俯仰角信息；tND表示第N个目标的俯仰角信息。
所述步骤S104：合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时，包括：
UTC时间是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统；
所述合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR包括合作目标的经度BR、纬度LR、高度HR、时间信息tR，其中，BR＝[B1R,B2R,…,BMR]，BMR表示第M个合作目标的经度信息，LR＝[L1R，L2R，…，LMR]，LMR表示第M个合作目标的纬度信息，HR＝[H1R，H2R，…，HMR],HMR表示第M个合作目标的高度信息，tR＝[t1R,t2R，…，tNR]，LMR表示第M个合作目标的纬度信息,M为合作目标总个数，BiR＝[BiR1,BiR,…,BiRi]，mi为第i个合作目标自身挂载的位置探测设备回传的点迹个数；
所述步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标秒下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000111
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000112
包括：
所述步骤S105，包括：
步骤S1051：由所述探测设备在大地坐标系下的位置ED，计算所述探测设备与合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息，计算公式如下：
xE＝(R+HD)cos(LD)cos(BD)
yE＝(R+HD)cos(LD)sin(BD)
zE＝[R(1-e2)+HD]sin(LD)
R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；
步骤S1052：基于所述合作目标回传的大地坐标系下的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR，获得所述合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息
Figure BDA0002664797240000113
计算公式如下：
Figure BDA0002664797240000114
Figure BDA0002664797240000115
Figure BDA0002664797240000116
步骤S1053：求解所述合作目标相对于所述探测设备的位置坐标：
Figure BDA0002664797240000117
步骤S1054：求解所述合作目标以所述探测设备为原点的探测设备站心坐标系中的观测向量：
其中，所述探测设备站心坐标系的原点为探测设备，x轴指向正北方向，y轴指向正东方向，由右手定则确定z轴方向；
Figure BDA0002664797240000121
其中，S为坐标转换矩阵，
Figure BDA0002664797240000122
步骤S1055：基于站心坐标系下的观测向量[Δe，Δn，Δu]获得所述合作目标相对于所述探测设备的航迹方位角
Figure BDA0002664797240000123
俯仰角
Figure BDA0002664797240000124
与距离信息
Figure BDA0002664797240000125
Figure BDA0002664797240000126
所述步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标，包括：
步骤S1061：基于所述合作目标回传的UTC时间tR与所述位置信息与时间信息集合TD的时间信息tD进行时间配准，得到配准后的全位目标位置信息
Figure BDA0002664797240000127
其中
Figure BDA0002664797240000128
R1表示第一个合作目标的位置信息，
Figure BDA0002664797240000129
Figure BDA00026647972400001210
表示第一个合作目标的方位角信息，
Figure BDA00026647972400001211
Figure BDA00026647972400001212
θ1表示第一个合作目标的俯仰角信息，
Figure BDA00026647972400001213
Figure BDA00026647972400001214
表示第一个合作目标的时间信息；
所述时间配准方法可以为最小二乘准则配准法或内插外推法，本实施例使用内插外推法完成时间配准。
步骤S1062：基于时间配准后的合作目标位置信息与所述位置信息与时间信息集合TD基于匹配算法进行航迹匹配，输出与所述合作目标位置信息匹配的目标探测航迹。
具体地，由于所述探测设备与合作目标挂载的位置探测设备均具有探测精度误差，因此匹配结果难以实现完全匹配，本实施例中，通过设定匹配阈值，若匹配度大于匹配阈值，则判定为航迹匹配成功；否则，判定为航迹匹配失败。
所述匹配算法可以为模式匹配算法、朴素模式匹配算法、快速模式匹配算法，本实施例中，使用朴素模式匹配算法。
所述步骤S107：对确认出的合作目标进行无威胁标识，包括：
基于确认出的合作目标，对合作目标进行无威胁标识，并结束作战设备对合作目标的后续处理操作，节省探测设备的系统软硬件资源。
若仅有一条目标探测航迹与合作目标位置信息匹配成功，则直接将该条航迹识别为无威胁，为其设置无威胁标识；若有多条目标探测航迹与合作目标位置信息匹配成功，则计算所述多条目标探测航迹与合作目标航迹的欧氏距离，并选择欧氏距离最小的航迹，为其设置无威胁标识。
本发明实施例进一步给出一种基于定位设备的合作目标识别装置，如图2所示，所述装置包括：
第一配置模块：配置为将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000131
第二配置模块：配置为所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
识别目标模块：配置为所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
回传模块：配置为合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
第一计算模块：配置为基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure BDA0002664797240000142
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure BDA0002664797240000141
确认模块：配置为将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
标识模块：配置为对确认出的合作目标进行无威胁标识。
本发明实施例进一步给出一种基于定位设备的合作目标识别系统，包括：
处理器，用于执行多条指令；
存储器，用于存储多条指令；
其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如前所述的一种基于定位设备的合作目标识别方法。
本发明实施例进一步给出一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如前所述的基于定位设备的合作目标识别方法。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，实体机服务器，或者网络云服务器等，需安装Windows或者Windows Server操作系统)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于定位设备的合作目标识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S101：将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure FDA00037066031200000110
步骤S102：所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
步骤S104：合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure FDA0003706603120000011
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure FDA0003706603120000012
步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
步骤S107：对确认出的合作目标进行无威胁标识；
所述步骤S103：所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD，包括：
所述探测设备开机后正常工作，能够对空域、地面中的目标进行实时探测或跟踪，并获得环境中威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合TD，其中，TD包括在探测设备坐标系下，目标的方位角
Figure FDA0003706603120000013
俯仰角θD、距离RD、时间信息tD，
Figure FDA0003706603120000014
N为探测或跟踪的目标总个数，
Figure FDA0003706603120000015
表示第一个目标的方位角信息，
Figure FDA0003706603120000016
表示第N个目标的方位角信息；
Figure FDA0003706603120000017
i＝1,2,…N，其中，ni表示第i条航迹包含的点迹个数；
Figure FDA0003706603120000018
表示第i个目标航迹内第一个点迹的方位角信息，
Figure FDA0003706603120000019
表示第i条目标航迹内第ni个点迹的方位角信息；θD＝[θ1D,θ2D,…,θND]，RD＝[R1D,R2D,…,RND]，tD＝[t1D,t2D,…,tND]，θND表示第N个目标的俯仰角信息；RND表示第N个目标的俯仰角信息；tND表示第N个目标的俯仰角信息；
所述步骤S105：基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure FDA0003706603120000021
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure FDA0003706603120000022
包括：
步骤S1051：由所述探测设备在大地坐标系下的位置ED，计算所述探测设备与合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息，计算公式如下：
xE＝(R+HD)cos(LD)cos(BD)
yE＝(R+HD)cos(LD)sin(BD)
zE＝[R(1-e2)+HD]sin(LD)
R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；
步骤S1052：基于所述合作目标回传的大地坐标系下的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR，获得所述合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息
Figure FDA0003706603120000023
计算公式如下：
Figure FDA0003706603120000024
Figure FDA0003706603120000025
Figure FDA0003706603120000026
步骤S1053：求解所述合作目标相对于所述探测设备的位置坐标：
Figure FDA0003706603120000027
步骤S1054：求解所述合作目标以所述探测设备为原点的探测设备站心坐标系中的观测向量：
其中，所述探测设备站心坐标系的原点为探测设备，x轴指向正北方向，y轴指向正东方向，由右手定则确定z轴方向；
Figure FDA0003706603120000031
其中，S为坐标转换矩阵，
Figure FDA0003706603120000032
步骤S1055：基于站心坐标系下的观测向量[Δe,Δn,Δu]获得所述合作目标相对于所述探测设备的航迹方位角
Figure FDA0003706603120000033
俯仰角
Figure FDA0003706603120000034
与距离信息
Figure FDA0003706603120000035
Figure FDA0003706603120000036
2.如权利要求1所述的基于定位设备的合作目标识别方法，其特征在于，所述步骤S106：将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标，包括：
步骤S1061：基于所述合作目标回传的UTC时间tR与所述位置信息与时间信息集合TD的时间信息tD进行时间配准，得到配准后的全位目标位置信息
Figure FDA0003706603120000037
其中
Figure FDA0003706603120000038
Ri表示第i个合作目标的位置信息，
Figure FDA0003706603120000039
Figure FDA00037066031200000310
表示第i个合作目标的方位角信息，
Figure FDA00037066031200000311
θi表示第i个合作目标的俯仰角信息，
Figure FDA00037066031200000312
Figure FDA00037066031200000313
表示第i个合作目标的时间信息；
步骤S1062：基于时间配准后的合作目标位置信息与所述位置信息与时间信息集合TD基于匹配算法进行航迹匹配，输出与所述合作目标位置信息匹配的目标探测航迹。
3.一种基于定位设备的合作目标识别装置，其特征在于，所述装置包括：
第一配置模块：配置为将寻北设备正向架设为与探测设备阵面法线方向方位一致，获取所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure FDA0003706603120000041
第二配置模块：配置为所述探测设备挂载定位设备，获得探测设备当前所在位置ED，ED包括经度BD、纬度LD、高度HD；
识别目标模块：配置为所述探测设备进行实时探测，获得目标的位置信息与时间信息集合TD；
回传模块：配置为合作目标基于其自身挂载的位置探测设备实时回传合作目标当前的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR；所述UTC时间为协调世界时；
第一计算模块：配置为基于所述探测设备在大地坐标系下的位置ED、全部合作目标回传的大地坐标系下的位置信息、时间信息集合TD、所述探测设备架设角度与正北方向夹角
Figure FDA0003706603120000042
进行坐标转换，得到所述合作目标在探测设备站心坐标系下的距离、方位角与俯仰角
Figure FDA0003706603120000043
确认模块：配置为将所述合作目标与所述位置信息与时间信息集合TD进行航迹匹配，确认合作目标；
标识模块：配置为对确认出的合作目标进行无威胁标识；
所述识别目标模块，包括：
所述探测设备开机后正常工作，能够对空域、地面中的目标进行实时探测或跟踪，并获得环境中威胁目标与合作目标的目标航迹的位置信息与时间信息集合TD，其中，TD包括在探测设备坐标系下，目标的方位角
Figure FDA0003706603120000044
俯仰角θD、距离RD、时间信息tD，
Figure FDA0003706603120000045
N为探测或跟踪的目标总个数，
Figure FDA0003706603120000046
表示第一个目标的方位角信息，
Figure FDA0003706603120000047
表示第N个目标的方位角信息；
Figure FDA0003706603120000048
i＝1,2,…N，其中，ni表示第i条航迹包含的点迹个数；
Figure FDA0003706603120000049
表示第i个目标航迹内第一个点迹的方位角信息，
Figure FDA00037066031200000410
表示第i条目标航迹内第ni个点迹的方位角信息；θD＝[θ1D,θ2D,…,θND]，RD＝[R1D,R2D,…,RND]，tD＝[t1D,t2D,…,tND]，θND表示第N个目标的俯仰角信息；RND表示第N个目标的俯仰角信息；tND表示第N个目标的俯仰角信息；
所述第一计算模块，包括：
第一计算子模块：配置为由所述探测设备在大地坐标系下的位置ED，计算所述探测设备与合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息，计算公式如下：
xE＝(R+HD)cos(LD)cos(BD)
yE＝(R+HD)cos(LD)sin(BD)
zE＝[R(1-e2)+HD]sin(LD)
R为基准椭球体的卯酉圆曲率半径，e为椭球偏心率；
第二计算子模块：配置为基于所述合作目标回传的大地坐标系下的位置信息与对应的UTC时间信息集合TR，获得所述合作目标在地心地固直角坐标系下的位置信息
Figure FDA0003706603120000051
计算公式如下：
Figure FDA0003706603120000052
Figure FDA0003706603120000053
Figure FDA0003706603120000054
第一求解子模块：配置为求解所述合作目标相对于所述探测设备的位置坐标：
Figure FDA0003706603120000055
第二求解子模块：配置为求解所述合作目标以所述探测设备为原点的探测设备站心坐标系中的观测向量：
其中，所述探测设备站心坐标系的原点为探测设备，x轴指向正北方向，y轴指向正东方向，由右手定则确定z轴方向；
Figure FDA0003706603120000061
其中，S为坐标转换矩阵，
Figure FDA0003706603120000062
第一转换子模块：配置为基于站心坐标系下的观测向量[Δe,Δn,Δu]获得所述合作目标相对于所述探测设备的航迹方位角
Figure FDA0003706603120000063
俯仰角
Figure FDA0003706603120000064
与距离信息
Figure FDA0003706603120000065
Figure FDA0003706603120000066
4.如权利要求3所述的基于定位设备的合作目标识别装置，其特征在于，所述确认模块，包括：
第一配准子模块：配置为基于所述合作目标回传的UTC时间tR与所述位置信息与时间信息集合TD的时间信息tD进行时间配准，得到配准后的全位目标位置信息
Figure FDA0003706603120000067
其中
Figure FDA0003706603120000068
Ri表示第i个合作目标的位置信息，
Figure FDA0003706603120000069
Figure FDA00037066031200000610
表示第i个合作目标的方位角信息，
Figure FDA00037066031200000611
θi表示第i个合作目标的俯仰角信息，
Figure FDA00037066031200000612
Figure FDA00037066031200000613
表示第i个合作目标的时间信息；
第一匹配子模块：配置为基于时间配准后的合作目标位置信息与所述位置信息与时间信息集合TD基于匹配算法进行航迹匹配，输出与所述合作目标位置信息匹配的目标探测航迹。
5.一种基于定位设备的合作目标识别系统，其特征在于，包括：
处理器，用于执行多条指令；
存储器，用于存储多条指令；
其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如权利要求1-2之任一项所述的基于定位设备的合作目标识别方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如权利要求1-2之任一项所述的基于定位设备的合作目标识别方法。
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