CN107966701B - 一种雷达倾角测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达倾角测量方法及装置。该方法包括：分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值；对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值；将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。

Description

一种雷达倾角测量方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达测量技术领域，尤其涉及一种雷达倾角测量方法及装置。

背景技术

机动式雷达具有设备布站灵活、转场恢复迅速等特点。为确保测量精度，在转场后需要开展系统误差标校。倾角测量是机动式雷达系统的角度标校项目，用于测量系统的倾角误差，实现对目标俯仰角误差的实时补偿。但是现有的倾角测量方法只能测量出整数方位角对应的倾角值，也即是主要是采用“取整形式”，当测量的角度为非整数角度时，则四舍五入为整数方位角度值，其倾角则是四舍五入后整数方位角度对应的倾角值。对于实际应用过程中，必然会导致对目标俯仰角的误差补偿不准确的问题发生，大大降低了对目标对象方位的测定精确度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种雷达倾角测量方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种雷达倾角测量方法，该方法包括：

分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值，其中多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°；

对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值，其中，倾角公式为预建立的cos函数倾角公式。

本发明的有益效果是：事先采集多个预设方位角对应的倾角值，然后对多个倾角值进行预处理，并获取预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角。并根据预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角获取倾角公式。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。

进一步，对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值，具体包括：

对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

采用上述进一步的方案的有益技术效果在于，雷达伺服系统的底面倾斜，将采集到的倾角值绘制成曲线的话实际是一条cos曲线，即倾角值可能有正有负。因此，对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

进一步，倾角公式具体为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与最大倾角值对应的预设方位角度的角度值。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，通过上述公式，在清楚目标对象的方位角(目标方位角可以为任意角度)、最大倾角值以及最大倾角值对应的预设方位角的角度值之后，就可以计算出对应的倾角值。

进一步的，根据倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值之后，方法还包括：

根据目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，通过计算出的目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿后，可以更加精确的确定目标对象所在位置，从而实现对目标对象的精确定位。

进一步的，多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且多个预设方位角的取值初始值为0°。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，取值从0°至180°(及以上)，且间隔为1度。那么，所获取的倾角最大值将会更加精确。

第二方面，本发明提供了一种雷达倾角测量装置，该装置包括：

采集单元，用于分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值，其中多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°；

处理单元，用于对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

计算单元，用于将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值，其中，倾角公式为预建立的cos函数倾角公式。

本发明的有益效果是：事先采集多个预设方位角对应的倾角值，然后对多个倾角值进行预处理，并获取预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角。并根据预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角获取倾角公式。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。

进一步的，处理单元具体用于，对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

采用上述进一步的方案的有益技术效果在于，雷达伺服系统的底面倾斜，将采集到的倾角值绘制成曲线的话实际是一条cos曲线，即倾角值可能有正有负。因此，对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

进一步的，倾角公式具体为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与最大倾角值对应的预设方位角度的角度值。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，通过上述公式，在清楚目标对象的方位角(目标方位角可以为任意角度)、最大倾角值以及最大倾角值对应的预设方位角的角度值之后，就可以计算出对应的倾角值。

进一步的，装置还包括：补偿单元，根据目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，通过计算出的目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿后，可以更加精确的确定目标对象所在位置，从而实现对目标对象的精确定位。

进一步的，多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且多个预设方位角的取值初始值为0°。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，取值从0°至180°(或者180°以上)，且间隔为1度。那么，所获取的倾角最大值将会更加精确。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种雷达倾角测量方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种雷达倾角测量方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种雷达倾角测量装置结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

图1为本发明实施例提供的一种雷达倾角测量方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：

步骤110，分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值。

具体的，雷达伺服系统绕轴旋转时，理想中伺服系统底盘与水平方向的夹角为0°。但是在实际中，伺服系统旋转至不同的方位角时，则会倾斜不同的角度。因此，需要分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值。且需要采集的多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°。

当方位角为0到360°时，对应的倾角值绘制曲线的话正好形成一条cos曲线。很明显，方位角度在180°范围内对应的倾角值，必然和方位角在180°至360°范围内的对应的倾角值的绝对值相等，只是有正负之分罢了。因此，采集时只要多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°即可。

步骤120，对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

具体的，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值的目的在于，可以根据这两个参数和目标对象方位角的角度值计算出与目标对象方位角对应的倾角值，即步骤130。

步骤130，将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值。

具体的，由步骤110中介绍可知，伺服系统绕轴从0°到360°旋转，倾角值所形成的必然是一条cos曲线。因此，倾角公式为预建立的cos函数倾角公式。而通过这个公式，则可以计算出与任意角度值的目标对象方位角对应的倾角值。

本发明实施例提供的一种雷达倾角测量方法，事先采集多个预设方位角对应的倾角值，然后对多个倾角值进行预处理，并获取预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角。并根据预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角获取倾角公式。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。

为了更加详尽的说明本发明的技术方案，本发明实施例还提供了另一种雷达倾角测量方法，具体如图2所示，该方法包括：

步骤210，分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值。

具体的，雷达伺服系统绕轴旋转时，理想中伺服系统底盘与水平方向的夹角为0°。但是在实际中，伺服系统旋转至不同的方位角时，则会倾斜不同的角度。因此，需要分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值。且需要采集的多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°。

当方位角为0到360°时，对应的倾角值绘制曲线的话正好形成一条cos曲线。很明显，方位角度在180°范围内对应的倾角值，必然和方位角在180°至360°范围内的对应的倾角值的绝对值相等，只是有正负之分罢了。因此，采集时只要多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°即可。

可选的，多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且多个预设方位角的取值初始值为0°。取值从0°至180°(或者180°以上)，且间隔为1度。那么，所获取的倾角最大值将会更加精确。

步骤220，对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

具体的，在一个具体的实施方式中，对多个倾角值进行预处理可以为：

对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

获取绝对值中的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的预设方位角的角度值后，就可以根据最大倾角值、与最大倾角值对应的预设方位角的角度值以及目标对象方位角的角度值计算出与目标对象方位角对应的倾角值，即步骤230。

步骤230，将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值。

具体的，由步骤110中介绍可知，伺服系统绕轴从0°到360°旋转，倾角值所形成的必然是一条cos曲线。因此，倾角公式为预建立的cos函数倾角公式。而通过这个公式，则可以计算出与任意角度值的目标对象方位角对应的倾角值。

预建立的倾角公式为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与最大倾角值对应的预设方位角度的角度值。

在步骤230之后，则可以根据计算出的目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行补偿。即步骤240，根据目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

具体的，既然雷达伺服系统绕轴旋转时，底盘发生倾斜。那么测量出的目标对象的俯仰角必然会存在误差。而这个误差就是目标对应方位角对应的倾角值，在计算出的目标对象方位角对应的倾角值后，计算出目标俯仰角(测量获取的俯仰角)与该倾角值之间的差值，则为实际的目标对象的俯仰角。即，通过上述方法，可以实现对目标对象的任意俯仰角的补偿。

本发明实施例提供的一种雷达倾角测量方法，事先采集多个预设方位角对应的倾角值，然后对多个倾角值进行预处理，并获取预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角。并根据预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角获取倾角公式。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。利用测量出的目标俯仰角与目标对象方位角对应的倾角值之间的差值，则为实际的目标对象的俯仰角。即，通过上述方法，可以实现对目标对象的任意俯仰角的补偿。

相应地，本发明实施例还提供了一种雷达倾角测量装置结构示意图。具体如图3所示，该装置包括：采集单元301、处理单元302以及计算单元303。

采集单元301，用于分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与预设方位角对应的倾角值，其中多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°。

处理单元302，用于对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

可选的，处理单元302具体用于，对多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

计算单元303，用于将预处理后的最大倾角值、与预处理后的最大倾角值对应的预设方位角度的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值，其中，倾角公式为预建立的cos函数倾角公式。

可选的，倾角公式可以为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与最大倾角值对应的预设方位角度的角度值。

进一步的，所述装置还包括：补偿单元304，用于根据目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

进一步可选的，多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且多个预设方位角的取值初始值为0°。

该装置中的各部件所执行的功能均已经在上述两个实施例一种雷达倾角测量方法中做了详细的介绍，这里不再赘述。

本发明实施例提供的一种雷达倾角测量装置，事先采集多个预设方位角对应的倾角值，然后对多个倾角值进行预处理，并获取预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角。并根据预处理后的最大倾角值，以及与最大倾角值对应的方位角获取倾角公式。通过该倾角公式可以计算任意方位角度对应的倾角值。从而可以轻易的获取目标对象的任意方位角度的对应的倾角值，实现对雷达倾角的精确测量。利用测量出的目标俯仰角与目标对象方位角对应的倾角值之间的差值，则为实际的目标对象的俯仰角。即，通过上述方法，可以实现对目标对象的任意俯仰角的补偿。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种雷达倾角测量方法，其特征在于，所述方法包括：

分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与所述预设方位角对应的倾角值，其中所述多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且所述多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°；

对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与所述预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

将所述预处理后的最大倾角值、与所述预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值，其中，所述倾角公式为预建立的cos函数倾角公式；

所述对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与所述预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值，具体包括：对所述多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与所述最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

所述倾角公式具体为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与所述最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值之后，所述方法还包括：

根据所述目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且所述多个预设方位角的取值初始值为0°。

4.一种雷达倾角测量装置，其特征在于，所述装置包括：

采集单元，用于分别采集雷达伺服系统绕轴旋转至多个预设方位角中每一个预设方位角时，与所述预设方位角对应的倾角值，其中所述多个预设方位角中所有预设方位角的角度值均为整数值，且所述多个预设方位角中部分方位角的角度值大于或者等于180°；

处理单元，用于对多个倾角值进行预处理，获取预处理后的最大倾角值，以及与所述预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

计算单元，用于将所述预处理后的最大倾角值、与所述预处理后的最大倾角值对应的预设方位角的角度值，以及目标对象方位角的角度值代入倾角公式，计算出目标对象方位角对应的倾角值，其中，所述倾角公式为预建立的cos函数倾角公式；

所述处理单元具体用于，

对所述多个倾角值取绝对值，获取绝对值中的最大倾角值，并确定与所述最大倾角值对应的预设方位角的角度值；

所述倾角公式具体为：

y＝Acos(x-γ)

其中，x为目标对象方位角的角度值，且x为0～360°范围内的任意方位角度值，y为与x对应的倾角值，A为最大倾角值，γ为与所述最大倾角值对应的预设方位角的角度值。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

补偿单元，用于根据所述目标对象方位角对应的倾角值，对目标对象俯仰角进行误差补偿。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述多个预设方位角中相邻两个预设方位角之间差值为1°，且所述多个预设方位角的取值初始值为0°。