雷达导引头跟踪低空目标仰角误差分析

雷达导引头跟踪低空飞行目标时 ,其仰角跟踪误差会受多径传播的严重干扰 .一般的“小平面”方法计算漫反射时 ,采用均匀分割地形的方法 ,这种分割法在大擦地角 ,目标距离地面较低的情况下 ,误差较大 ,并且计算时间较长 .提出了非均匀分割的改进的“小平面”法 ,分析了 4条回波路径的影响 .采用了闭环跟踪法计算仰角误差 ,并利用改进的“小平面”法计算电磁波在起伏地 /海面上的漫反射 ,可以较为真实的模拟导引头在跟踪低空目标时的仰角跟踪误差 。

只测方位的测向系统中由仰角所起的误差

测向系统的设计师们应考虑可能严重影响系统精度的仰角问题。

精测雷达低仰角测角误差规律的研究

对精测雷达低仰角测角误差规律进行研究,分析了精测雷达回波测量原理,并计算其天线差波束波瓣能量分布情况;研究雷达直射地物回波及地面遮挡对雷达跟踪目标的影响,并与传统多路径效应模型进行对比,得出传统多路径效应模型对雷达低仰角误差的影响并不是主要的;最后结合精测雷达对地物回波的实测数据得出雷达低仰角测角误差的真实变化规律。

一种基于光线漂移补偿的导轨角度误差测量方法

提出了一种带有光线漂移补偿的测量导轨俯仰角误差、偏摆角误差的方法及系统.将平面反射镜作为角度测量敏感元件,利用二维位置敏感探测器(PSD)和透镜组合来实时监测激光器本身所引起的光线角度漂移.实验结果表明:使用本系统测量导轨的角度误差,由激光器本身所引起的光线角度漂移对导轨偏摆角及俯仰角误差的影响可分别减少89.3%和69.2%,进一步提高了导轨角度误差测量的精度.

新信号处理技术下低角跟踪误差分析

多路径效应是近程反导武器系统中的跟踪雷达无法避免的问题。文中概述了多路径效应的数学模型和在多路径效应下传统雷达仰角角误差仿真算法,并分析了新信号处理技术下的雷达仰角角误差提取算法并在传统的数学模型基础上建立了新的数学模型。对两种角误差提取办法在理论上进行对比后,用MATLAB举例仿真了两种角误差提取办法对跟踪雷达低角跟踪仰角误差的影响,最后对仿真结果进行了分析比较,完善了雷达低角跟踪算术模型。

舰载跟踪雷达对掠海飞行目标的跟踪影响分析

雷达跟踪掠海飞行目标时,容易受到复杂海情的影响,导致雷达不能准确跟踪目标。在某次跟踪雷达试验过程中发现,雷达在较远距离跟踪目标时仰角测量值异常,较真值明显偏大。针对这一现象,对仰角误差异常原因进行分析定位,发现近距离跟踪目标时,由于多路径效应影响,仰角跟踪误差在很小的系统差内进行周期性变化,符合多路径影响规律。而雷达在远距离跟踪目标时,受蒸发波导影响为主,较多路径效应影响更大,使电磁波传播发生“超折射”现象,导致远距离仰角测量明显偏大。仿真研究了不同发射角度的仰角探测误差与距离的关系,结果表明,蒸发波导使雷达电磁波被陷获在波导结构内部经多次反射后到达目标,导致雷达对目标的仰角跟踪误差增大。

基于双向抛物方程模型的雷达低角跟踪误差分析

针对雷达跟踪低空目标受地理环境影响的仰角估计误差问题,提出了一种基于双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)模型的低角跟踪误差分析方法.采用2WPE建立综合考虑复杂地理条件和雷达参数影响的多径效应模型,分析电波与环境的相互作用机理,计算获得环境传播因子,将其引入传统测角模型,使之具备复杂地理环境下的确定性仿真分析能力.仿真计算了平滑海面、起伏地形等典型环境下的低角跟踪误差,结果表明:雷达发射波束宽度、雷达信号频率及雷达站周围的地理环境都对仰角估计误差有着较大影响.本文提出的方法原理简单、易于实现,在雷达低角跟踪及其抗多径干扰领域具有广阔的应用前景.

大气折射对无线电波束指向的影响分析

在利用无线电信号进行飞行器开环跟踪应用领域,大气折射误差是波束指向误差源之一。推导了在已知地面站与飞行器几何位置关系时,由大气折射引起的无线电波束指向仰角误差公式,并以GPS工作频率为例编程计算了大气折射仰角误差,并对文献[1]计算结果提出质疑,对比了仰角误差理论计算值与近似公式计算值的差别,给出了近似公式适用条件。

大气折射修正的影响因素分析

大气折射率的非均匀分布导致了激光在实际大气传输时其传输路径偏离直线而发生折射,其传输轨迹为一条曲线。大气色散效应导致采用不同的波长分别瞄准和打击目标时其瞄准路径和激光传输路径不一样,地球因不同纬度处的半径和重力加速度g不同从而影响到大气折射修正,近年来日益增加的大气CO2浓度也成为影响大气折射修正精度的一个因素,在大气球面分层模型下研究了可见光到近红外波长段、不同纬度和CO2浓度对大气折射仰角误差的影响。仿真结果表明,从可见光到近红外波段的波长段和整个纬度对折射误差的影响在0.1″量级,CO2浓度的影响量级在0.001″量级。在修正精度要求较高的场合,波长和地球纬度对大气折射修正的影响不可忽略。

小尺度基阵空气声被动定向及精度分析

针对如何有效地对抗超低空飞行的武装直升机,根据声测被动定向系统对声学基阵提出的要求,给出了当基阵尺寸较小的情况下空气声被动定向系统的基本原理。主要介绍了远、近场环境下平面四元十字阵的定向原理和算法,重点分析了该阵的定向精度,同时对远场环境下基阵的目标定向性能进行了仿真研究。结果表明,平面四元十字阵空气声被动定向系统的空间定向精度分布具有不均匀性,为空中运动目标声测被动定向算法的研究提供了重要依据。

从地面到60km高空激光传输的偏转特性

激光在大气中传输要考虑大气折射的影响。文中给出了光学频率范围内,对流层中地球大气的空气折射率模型,并给出近似计算横向误差的公式。利用MATLAB计算出在大气层60km处、不同波长的情况下,激光偏转角和横向误差随初始仰角的变化关系,认为激光的偏转主要依赖于初始仰角而不是激光的波长。

改进的两轴磁传感器测量弹体滚转角方法

针对两轴磁传感器在测量弹体滚转角应用过程中,俯仰角变化条件下滚转角测量精度下降的问题,提出一种改进的两轴磁传感器测量弹体滚转角方法。基于弹体短射程飞行过程中地磁场模值恒定假设,利用弹体径向两轴磁传感器信息和地磁场模值,解算反映弹体俯仰信息的轴向地磁场分量,实现俯仰角变化条件下的滚转角准确获取。由于实际飞行过程中弹体干扰磁场的存在,致使获取的第三轴地磁场信息存在误差,进一步导致俯仰角和滚转角存在误差。建立俯仰角测量误差和滚转角测量误差之间的误差传播模型,分析俯仰角测量误差对滚转角测量精度的误差。仿真和半物理试验表明:所提方法在俯仰角变化范围-45°~45°时,滚转角有效值测量误差小于1°,与传统方法比较,精度提升8.8倍。

平台运动误差对机载LiDAR激光脚点分布的影响分析

为了有效地抑制与补偿平台运动误差产生的像质退化,针对机载激光雷达平台的运动特性研究激光雷达点云分布的变化规律。从理论上推导了平行扫描式激光雷达、Z扫描式激光雷达和圆锥扫描式激光雷达的点云坐标分布表达式;通过仿真讨论了机载激光雷达运动参数与激光雷达点云分布之间的规律;基于平行扫描式激光雷达,研究了5种运动误差对激光雷达点云坐标分布的影响,最终仿真得到根据影响程度由大到小依次为侧滚角误差、俯仰角误差、偏航角误差、机身上下抖动误差、速度瞬时变化误差。该研究结果为进一步研究机械补偿,以提高激光雷达系统成像的精度提供了理论依据和基础。

大气折射的原理性公式

大气折射理论是天文学和测地学中的重要研究课题之一.电磁波在大气层传播过程中速度和方向的变化,引起了不同的大气折射效应.针对不同的观测目标和不同的测量技术,在不采用普遍折射和反射定律的情况下,本文给出了不依赖于大气分布状态的,适合于测角、测距和测速的大气折射原理性公式.