一种窄波束测控装备车船摇隔离方法

针对车载/船载状态下的窄波束测控装备的“动中测”测控需求,提出一种“位置环+车船摇前馈补偿+陀螺稳定环”的车船摇隔离方法,并对该方法的船摇隔离度和车摇隔离度分别进行仿真分析,仿真结果表明,采用该方法时,船摇隔离度能达到50 dB以上,车摇隔离度能达到20 dB以上;利用该方法对船摇条件下的高速运动目标跟踪性能进行仿真,仿真结果表明,跟踪误差满足窄波束测控装备的跟踪要求。

船摇陀螺前馈的转换公式推导及船摇隔离效果分析

随着高频段(X频段乃至Ka频段)天线在航天测控中的不断应用,由于波束非常窄,对捕获跟踪低轨的高动态目标,这将是一个新的技术难点,而在远望号测量船上,加之船摇的影响,窄波束捕获跟踪问题将更加突出;如果船摇隔离度不够,会导致船摇残差过大而导致目标丢失,为了提高跟踪精度,一般采用中心机前馈或陀螺前馈进行速度补偿,等效于提高了系统的加速度误差常数(Ka值);与中心机前馈相比,陀螺前馈在测量精度、实时性方面存在优势,在船载雷达伺服系统中得到推广应用;文章主要讨论前馈陀螺的两种安装形式、转换公式以及在船载雷达伺服系统中的应用效果。

跟踪卫星过程中的角误差分析

船载伺服系统采用二阶控制系统跟踪卫星。其中,伺服系统的跟踪角误差会受到目标运动角加速度和船摇的影响。若目标运动角加速度过高,将导致跟踪精度降低,甚至丢失跟踪目标。当目标运动角加速度与船摇对跟踪的扰动叠加时,船摇会影响跟踪精度。本文在进行角误差分析过程中,综合考虑角加速度和船摇对目标跟踪精度的影响,将角隔离残差与甲板角度变化幅值之比作为船摇影响因子,构建了角跟踪误差函数。使用模拟器准确测试设备的船摇隔离度和加速度误差系数,并基于实际跟踪卫星弧段,对角误差进行分析验证。结果表明,目标运动角加速度与船摇对跟踪的扰动异步叠加时,船摇会提高跟踪精度,即减小跟踪角误差。

船载通信天线控制系统的稳定设计

为解决船体姿态的变化对天线视轴的影响问题,采用陀螺检测和前馈补偿的方法。该系统利用3个陀螺检测船摇量在三维空间的分量的方法,生成对天线3个视轴的船摇扰动的附加角速度,加入天线控制系统的速度环输入进行补偿,消除其对天线跟踪的影响。工程使用结果表明,实测隔离度指标达到46.4 dB,跟踪精度达到0.031°,与传统方法相比有效解决了船摇引起的抗扰动问题。