一种目标探测设备标校方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明涉及目标探测设备标校，具体涉及一种目标探测设备标校方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、以雷达、光电探测设备为代表的目标探测设备，是车载、船载移动平台的核心装备组成部分，用于实时获取目标相对平台的距离、位置、相对方位、相对仰角等关键信息，是平台实现目标探测、跟踪与态势感知的核心基础。在目标探测设备正式列装、投入使用前，必须完成标校试验，以验证设备的基本功能与核心性能指标是否满足设计要求。

2、目前行业内主流的标校方法，是选用精度等级更高、性能更可靠的同类型探测设备作为基准设备，在同一试验环境下，通过基准设备与待标校设备同步对目标进行探测，对比二者输出的探测数据，完成对待标校设备的标校与性能验证。但在实际应用过程中，该标校方法存在难以克服的缺陷：1）车载、船载移动平台的安装空间极为有限，难以同时部署待标校设备与高精度基准探测设备，无法满足同环境同步探测的标校要求；2）高精度基准探测设备的采购、维护成本极高，且获取难度大，尤其对于超高精度的探测设备，往往难以找到更高精度的基准设备，导致标校试验难以高效、低成本开展，无法满足车载、船载平台目标探测设备的规模化、便捷化标校需求；3）在工作过程中，往往涉及到目标和平台的机动，这就要求标校设备需要具备高精度、高实时性、高频率等特点。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供一种目标探测设备标校方法、系统、设备和存储介质，以解决现有的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种目标探测设备标校方法，包括以下步骤：

4、获取标校目标的目标位置数据，采用卫星导航与旋转惯性导航组合的方式获取待标校目标探测设备所搭载平台的实时位置、速度及姿态数据，利用平台的实时速度数据对历史时刻的平台位置进行外推计算，得到与目标位置数据采集时刻处于同一时刻的平台位置数据；

5、基于同一时刻的平台位置数据和目标位置数据通过连续坐标系转换，得到标校目标相对平台的标校基准参数；

6、将标校基准参数与待标校目标探测设备同步输出的目标实测参数进行对比校验，完成对待标校探测设备的标校。

7、一实施例中，所述基于平台位置数据和目标位置数据通过连续坐标系转换，得到标校目标相对平台的标校基准参数包括：

8、将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均转换至空间直角坐标系下，分别得到导航地心坐标和目标地心坐标；

9、以平台所在位置为坐标原点，将导航地心坐标和目标地心坐标转换至平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下，得到站心直角坐标；

10、将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数，所述标校基准参数包括标校目标相对平台的斜距、方位角、仰角以及相对平台艏向的舷向角。

11、一实施例中，所述将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均转换至空间直角坐标系下，分别得到导航地心坐标和目标地心坐标包括：

12、将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均通过第一坐标转换公式转换至空间直角坐标系；

13、所述第一坐标转换公式为：

14、

15、式中，为空间直角坐标系的x轴坐标，为卯酉圈半径，为高度，为纬度，为经度，为空间直角坐标系的y轴坐标，为空间直角坐标系的z轴坐标，为参考椭球的第一偏心率；

16、通过第一坐标转换公式转换后的导航地心坐标为；

17、通过第一坐标转换公式转换后的目标地心坐标为。

18、一实施例中，所述将导航地心坐标和目标地心坐标转换至平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下，得到站心直角坐标包括：

19、通过第二坐标转换公式，将导航地心坐标与目标地心坐标的差值转换为平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下的站心直角坐标；

20、所述第二坐标转换公式为：

21、

22、式中，为标校目标在以平台为圆心的站心直角坐标系的坐标；为旋转矩阵；为导航地心坐标；为目标地心坐标；

23、所述旋转矩阵为：

24、

25、式中，、为平台所在位置的纬度、经度。

26、一实施例中，所述将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数包括：

27、通过第三坐标转换公式将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数；

28、所述第三坐标转换公式为：

29、

30、式中，为标校目标相对平台的斜距，为目标相对平台的方位角，为目标相对平台的仰角；

31、目标相对平台艏向的舷向角的计算公式为：

32、

33、式中，为平台方位角。

34、一实施例中，所述标校目标的目标位置数据通过无线通信链路从标校目标搭载的定位通信设备获取，所述无线通信链路包括电台、北斗短报文或试验场地局域网中的任意一种。

35、一实施例中，所述目标实测参数为待标校目标探测设备同步测量得到的标校目标相对平台的斜距、方位角、仰角以及相对平台艏向的舷向角；通过计算标校基准参数与目标实测参数的差值，完成待标校目标探测设备的标校。

36、第二方面，本发明提供一种目标探测设备标校系统，所述系统包括：

37、位置数据实时获取模块：用于获取标校目标的目标位置数据，采用卫星导航与旋转惯性导航组合的方式获取待标校目标探测设备所搭载平台的实时位置、速度及姿态数据，利用平台的实时速度数据对历史时刻的平台位置进行外推计算，得到与目标位置数据采集时刻处于同一时刻的平台位置数据；

38、标校解算模块：用于基于同一时刻的平台位置数据和目标位置数据通过连续坐标系转换，得到标校目标相对平台的标校基准参数；

39、标校验证模块：用于将标校基准参数与待标校目标探测设备同步输出的目标实测参数进行对比校验，完成对待标校探测设备的标校。

40、一实施例中，所述标校解算模块具体用于：

41、将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均转换至空间直角坐标系下，分别得到导航地心坐标和目标地心坐标；

42、以平台所在位置为坐标原点，将导航地心坐标和目标地心坐标转换至平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下，得到站心直角坐标；

43、将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数，所述标校基准参数包括标校目标相对平台的斜距、方位角、仰角以及相对平台艏向的舷向角。

44、一实施例中，所述标校解算模块中将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均转换至空间直角坐标系下，分别得到导航地心坐标和目标地心坐标包括：

45、将大地坐标系下的平台位置数据和目标位置数据均通过第一坐标转换公式转换至空间直角坐标系；

46、所述第一坐标转换公式为：

47、

48、式中，为空间直角坐标系的x轴坐标，为卯酉圈半径，为高度，为纬度，为经度，为空间直角坐标系的y轴坐标，为空间直角坐标系的z轴坐标，为参考椭球的第一偏心率；

49、通过第一坐标转换公式转换后的导航地心坐标为；

50、通过第一坐标转换公式转换后的目标地心坐标为。

51、一实施例中，所述标校解算模块中将导航地心坐标和目标地心坐标转换至平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下，得到站心直角坐标包括：

52、通过第二坐标转换公式，将导航地心坐标与目标地心坐标的差值转换为平台当地地理坐标系下的站心直角坐标系下的站心直角坐标；

53、所述第二坐标转换公式为：

54、

55、式中，为标校目标在以平台为圆心的站心直角坐标系的坐标；为旋转矩阵；为导航地心坐标；为目标地心坐标；

56、所述旋转矩阵为：

57、

58、式中，、为平台所在位置的纬度、经度。

59、一实施例中，所述标校解算模块中将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数包括：

60、通过第三坐标转换公式将站心直角坐标转换为站心极坐标系下的标校基准参数；

61、所述第三坐标转换公式为：

62、

63、式中，为标校目标相对平台的斜距，为目标相对平台的方位角，为目标相对平台的仰角；

64、目标相对平台艏向的舷向角的计算公式为：

65、

66、式中，为平台方位角。

67、一实施例中，所述位置数据实时获取模块中标校目标的目标位置数据通过无线通信链路从标校目标搭载的定位通信设备获取，所述无线通信链路包括电台、北斗短报文或试验场地局域网中的任意一种。

68、一实施例中，所述标校验证模块中目标实测参数为待标校目标探测设备同步测量得到的标校目标相对平台的斜距、方位角、仰角以及相对平台艏向的舷向角；通过计算标校基准参数与目标实测参数的差值，完成待标校目标探测设备的标校。

69、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；

70、所述存储器，用于存储计算机程序；

71、所述处理器，用于通过调用所述计算机程序，执行第一方面任一项提供的一种目标探测设备标校方法。

72、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括程序，所述程序在被处理器执行时用于实现第一方面任一项提供的一种目标探测设备标校方法。

73、与现有技术相比，本发明实施例的有益效果为：本发明无须依赖高精度基准探测设备，不受车载、船载平台安装空间有限、基准设备获取难度大的限制，降低了标校试验的实施门槛与成本，提升了标校的便捷性与可推广性，采用连续坐标转换，保证了标校基准参数的解算精度，通用性强，适配车载、船载等各类移动平台，适配雷达、光电等各类目标探测设备，不受试验场景、目标距离的限制，解算输出的标校基准参数与待标校目标探测设备的目标实测参数定义一致，无需额外转换即可直接用于标校对比，大幅提升了标校试验的效率。