海上多平台多传感器数据对准及其精度分析

王成飞, 王航宇, 石章松

(海军工程大学电子工程学院,武汉 430033)

0 引言

构建统一的敌我态势图是海上协同作战中完成目标跟踪、平台定位、数据融合、协同防空、精确打击的前提和基础[1]。传感器数据位置对准作为协同作战的一项关键技术,为统一态势图的形成提供条件。它将分布于不同平台上多个传感器的量测数据进行坐标变换,变换到全局统一的坐标系中。

在海上,根据平台的装备情况和数据对准的使用环境,主要有 3种多传感器数据位置对准方法,分别是基于高精度导航设备的数据位置对准、基于舷角 -距离的数据位置对准,以及基于近似经纬度及舷角 -距离的数据位置对准[3]。第一种对准方法适用于海上平台装备有高精度导航设备(如 GPS、双星定位系统等)的情况,将传感器量测数据转换到地心坐标系(ECEF[4])下进行位置对准,充分考虑了地球曲率的影响,具有较高的精确性和稳定性。后两种方法在传感器局部坐标系中进行对准,并且利用平台之间互相测量的舷角 -距离信息,在平台距离较近时不仅可以取得与第一种方法相近甚至更佳的对准精度,而且避免了对高精度导航设备的依赖。其中,第三种方法还需要平台低精度导航设备(如罗兰 C等)提供的近似经纬度,所以工作距离较第二种方法更远。

随着雷达技术的不断发展,特别是多功能相控阵雷达的应用,平台能够获取较高精度的测距测角信息,因此在平台导航设备不能使用的情况下,基于平台相互之间的舷角 -距离信息来进行海上多传感器数据位置对准具有重要的实际意义。……