北方自动控制技术研究所 山西 太原 030006
摘要：本文主要对基于反觇标定方法的目标坐标转换进行了精度分析。首先对反觇标定的导引流程进行了分析，然后对流程中每个坐标转换步骤中所需的数据信息和转换方法进行了说明，最后通过对一条航路进行导引过程仿真，得到的仿真结果为工程应用提供了理论支撑。
关键词：反觇标定，目标导引
0引言
在两个武器系统之间，实现目标信息导引的方法有很多：通过经纬度进行坐标转换的绝对标定；通过两个武器系统对瞄进行坐标转换的反觇标定；通过两个武器瞄准同一个标杆的相对标定。不论是哪种导引方法，传感器测量误差的客观因素使得目标诸元在转换过程存在误差，从而影响目标导引精度。本文对基于反觇标定下的目标导引精度进行分析。
1反觇标定下的导引流程
假定有武器系统A和武器系统B。已知目标在武器系统A的车体坐标系下的球坐标，将其转换为发射车车体坐标系下的球坐标需经过以下几个过程。
1)目标在武器系统A车体坐标系下的球坐标转换到在武器系统A车体坐标系下的直角坐标；
2)目标在武器系统A车体坐标系下的直角坐标转换到在武器系统A水平坐标系下的直角坐标；
3)目标在武器系统A水平坐标系下的直角坐标通过反觇标定转换到在武器系统B水平坐标系下的直角坐标；
4)目标在武器系统B水平坐标系下的直角坐标转换到在武器系统B车体坐标系下的直角坐标；
5)目标在武器系统B车体坐标系下的直角坐标转换到在武器系统B车体坐标系下的极坐标。
图1 目标导引流程图
2坐标转换
为了实现目标导引，需要进行多次坐标转换。每一次坐标转换的前提是得有相应测量装置获取的测量值。从上述流程图可看出，坐标转换主要有五个过程，具体如下：
1)车体球坐标到车体直角坐标
目标在武器系统A的车体极坐标：方位角，高低角，斜距离。这些值是由武器系统的探测目标系统测量得到。在三维直角坐标系下，根据基本的三角公式和空间立体知识，可获得目标在车体直角坐标系下坐标。
2)车体直角坐标到水平直角坐标
武器系统A的车体姿态信息：航向角、横滚角、纵摇角，由相应的姿态测量装置测量得到。目标在武器系统A的车体直角坐标，通过相应坐标平面的旋转，获得目标在武器系统A的水平直角坐标。
3)反觇标定
武器系统A瞄武器系统B的极坐标信息有：方位角，高低角，斜距离，武器系统B瞄武器系统A的极坐标信息由：方位角，高低角，斜距离。由于武器系统A和武器系统B的连线距离一定，则。因为测量存在的误差，最终两个武器系统的斜距离取。目标在武器系统A的水平直角坐标，通过将极坐标转换为直角坐标和坐标平移方法获得目标在武器系统B的水平坐标。
4)水平直角坐标到车体直角坐标
武器系统B的车体姿态信息：航向角、横滚角、纵摇角。该过程与2)过程相逆，可得到目标在武器系统B的车体直角坐标。
5)车体直角坐标到车体极坐标
该过程与1)过程相逆，可得到目标在武器系统B的车体极坐标：方位角，高低角，斜距离。
3导引精度仿真与分析
通过2，可看出基于反觇标定的目标导引需要的测量装置有：两个武器系统均有姿态信息测量和对瞄测量，其中一个武器系统探测目标装置。
目标航路的特征为：起始点为(3000,1000,1000)，速度为(-150,0,0,)。
1)当两个武器系统有关测角的精度为3mil，测距离的精度为1m，两个武器系统的基线距离为50米时，导引目标的方位角、高低角和斜距离误差如下图。
通过上述两个仿真结果可以看出，测量精度对方位角的影响比对高低角的影响大，距离精度的影响与武器系统的测距精度基本一致。同时，当基线距离增加时，误差精度有减小，但是并不明显。总体上看，基于反觇标定下的目标导引的误差比武器系统自身的测量误差要小。
4总结
本文对基于反觇标定的目标导引精度进行了仿真分析，可以得出目标导引的方位角、高低角精度要优于武器系统的测角精度，目标导引的斜距离精度与武器系统的测距精度基本一致而且目标导引精度在两个武器系统基线距离增加的情况下有一定的提高。这些结论对于工程目标导引的应用提供了理论支撑，对工程应用起到了积极的作用。
文献
[1]赵凯,杨维,石德乾,李才葆.自行装备间目标指示与导引精度分析[J].火炮发射与控制学报,2009.
[2]鲍建宽.坐标转换的方法及应用[J].现代测绘,201509.
[3]梁月吉,谢劭峰,庞光峰.基于Matlab的坐标转化程序设计[J].地理空间信息,201402.
[4]罗泳.浅谈平面坐标系间的转换及程序设计[J].江西测绘,201504.
论文作者:宋丽琼 李永强 张建伟 王雪 晋超琼
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/22
标签：武器系统论文; 直角坐标论文; 目标论文; 车体论文; 坐标系论文; 坐标论文; 精度论文; 《科技新时代》2018年8期论文;