基于gps炮瞄雷达辅助引导系统软件设计和实现

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1、基于GPS炮瞄雷达辅助引导系统软件设计和实现摘要：空空导弹研制过程需要进行一系列地面飞行试验，而炮瞄雷达为高精度跟踪雷达，波束很窄，不具备大范围自动搜索功能；在地面试验中，雷达跟踪过程出会现丢失目标无法引导的情况，构不成试验条件，导致试验无法进行；该软件利用靶机提供的GPS定位数据，实时解算目标方位、俯仰信息传输给炮瞄雷达系统，实现了对目标的辅助引导、对靶机飞行轨迹的记录回放、以及对目标方位修正功能；实际应用结果表明，该软件具有较高的可靠性和可扩展性，完全满足辅助引导系统的需要。关键词：空空导弹；炮瞄雷达；辅助引导系统；坐标变换；GPS中图分类号：TN957.52

2、?34文献标识码：A文章编号:10047373X(2014)01?0041?030引言空空导弹研制过程中需要在靶场进行大量的地面发射飞行试验，该试验的前提是必须保持雷达对目标的稳定截获跟踪，以完成给产品装订飞行任务等一系列操作［1］。传统的导弹地面发射试验是使用一种高精度炮瞄雷达为导弹指引目标，而这种雷达波束很窄，不具备大范围自动搜索功能[2],而正式装备部队使用时截获目标是依靠搜索雷达完成前期引导的。目前地面靶试中采用的目标机均为小尺寸靶机，此类靶机本身的RCS反射特性很小，受限于安装空间，加装'‘龙伯球”、“角反射体”仅限于前向很窄的范围，后向反射特性小[3]

3、。在靶试试验中一旦丢失目标后，启动搜索程序，再次截获目标将非常困难，特别是在超视距条件下则几乎是不可能的，这给飞行试验带来很大的困难，造成靶试任务无法进行。本文利用日益广泛使用的GPS全球定位技术，接收从靶机下传的GPS信息，进行坐标转换后形成角度信息，再转换为雷达可识别的信号，在雷达信号回波不足以截获目标的情况下，辅助引导雷达天线始终对准目标，在目标对向试验航路时可以立即完成对目标的锁定跟踪，并实现了对目标飞行航迹的实时显示、记录、回放以及对目标的误差修正功能，解决了雷达在跟踪过程中丢失目标后无法二次截获的问题，为飞行试验节约了成本，创造了良好的经济效益。1软件

4、设计需求该软件能够接收、存储、解算靶机下传的GPS数据，并转化成雷达可以识别的信息，实时显示目标的飞行轨迹和飞行参数，主要功能需求如下：(1)实时接收、记录靶机下传的GPS导航电文；(2)数据处理软件能够对WGS?84坐标系所确定的地理坐标系和雷达坐标系初始对准偏差进行设置；(1)利用高斯投影对GPS经纬度进行处理，给出目标平面飞行航迹图；(2)能够把GPS经纬度信息处理成雷达坐标系下的方位角和俯仰角信号；2软件设计与实现雷达辅助目标导引系统的控制软件采用多线程和模块化进行设计，通过对线程优先级的设定来保证任务调度的完成，线程之间通过事件和共享内存进行通信。模块的

5、设计的原则为高内聚低耦合，便于系统的维护和升级，其具体系统软件组成图如图1所示。由于线程较多，下面就选几个特例加以说明。图1辅助引导系统软件组成图2.1系统初始化系统控制软件在上电或系统复位时，系统保证正常运行所完成的一系列的准备工作，包括串口的打开和通信协议的设置、程序变量、线程的创建、定时器的开启等初始化内容,系统如果初始化失败，给出提示并停止程序的执行，该模块运行在软件的主线程。2.2飞行目标位置数据处理按照无线接收机的通信协议对数据进行接收，并按照数据的校验规则对数据进行校验。该模块运行在飞行目标数据的接收线程。主要功能包括定位信息的接收、定位信息的提取。

6、定位信息的接收：利用RS485接口将飞行目标的定位信息接收到计算机中，为保证传输的实时性采用传送效率较高的事件触发方式接收数据，并以字节流的形式存入内存中。定位信息的提取：按照给定的协议格式解析出所需的导航信息。2.3目标位置解目前广泛使用的GPS接收机所获得的定位数据是基于WGS?84坐标系，WGS?84坐标系是一个地心地固坐标系，坐标原点位于地球的质心，［Z］轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，［X］轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的交点，［Y］轴与［X］和［Z］轴构成右手系［4］。而雷达坐标系建立与雷达放置方向有关，原点位于地表，［X］轴

7、平行于地表,［Y］轴天向，［Z］轴与［X］和［Y］轴构成右手系，为了利用GPS信息对雷达进行引导，必须进行WGS?84坐标系和雷达坐标系之间的转换［5］。(1)将GPS的WGS?84地球大地坐标系数据转换为地球直角坐标系数据［6］设地球表面任意一点［P］在地球直角坐标系内表达为［P(X,Y,Z),］在地球大地坐标系内表达为［P(B,L,H)o］则地球大地坐标系变为地球直角坐标系：［X二(N+H)cosBcosLY=(N+H)cosBsinLZ=Nl-E2+HsinB］(1)式中：［N］为椭球的曲率半径；［E］为椭球的第一偏心率。在WGS?84坐标系下［B］为纬度；

8、［L］为经