基于恒星测量的船载雷达轴系误差修正参数动态标定

提出了一种动态条件下通过船载经纬仪和雷达标校电视联合测恒星,标定雷达轴系 误差修正参数的数学方法,从理论上推导了相关的模型。在此基础上,通过实测数据进行了 试算分析。分析结果表明：利用动态标定方法给出的船载无线电雷达轴系误差修正参数吸 收了经纬仪光轴和雷达光轴之间的偏差,有效提高了雷达测角精度。     

基于星敏感器的船载雷达误差修正参数解算方法

针对动态条件下船载雷达误差修正参数标定困难的问题,提出了基于星敏感器的船载雷达误差修正参数解算方法,该方法以安装于船载雷达天线的星敏感器测角数据为比对基准。总结了船载雷达标定方法的现状,介绍了基于星敏感器的船载雷达误差修正参数解算原理,推导了船载雷达误差计算公式和误差修正参数解算模型。通过计算雷达相对星敏感器的角度残差,采用最小二乘算法实现了误差修正参数的解算。最后,通过静态与动态试验对该方法进行了验证。试验结果表明,静态条件下,该方法与传统坞内标定结果相比一致性优于15″,动态条件下的一致性优于25″,说明该方法技术上是可行的。     

船载雷达轴系误差修正参数的标定

船载某C频段统一测控系统（UCB）因为光轴变化,使得坞内标定的角度零值、光机偏差等轴系误差修正参数不能准确校正设备的光轴指向偏差,而以光轴为基准放球标定的光电偏差修正参数无法使用。针对这个难题,在深入分析雷达轴系误差修正原理及参数标定方法的基础上,提出了基于测星数据动态标定雷达轴系误差参数、基于脉冲雷达电轴推算UCB光电偏差参数的替代方法,给出了相关数学模型,并利用实测数据进行了验算分析。试验结果表明,替代方法标定的参数准确合理,误差修正精度高,有效提升了数据处理精度。     

基于恒星观测的船载雷达精度检验方法

针对传统的船载雷达精度检验方法存在诸如协调量大、不能经常进行的不足,提出 了基于恒星观测的船载雷达精度检验方法。该方法以安装于船载雷达天线的星敏感器观测恒 星的数据为比对基准。推导了将星敏感器光轴在J2000.0地心惯性坐标系中的指向,转换为 以船载雷达三轴中心为原点的地平系中指向的公式。针对被跟踪目标在星敏感器中可见和不 可见,给出了两种不同的光电偏差修正方法。外场试验结果表明,利用该方法检验雷达精度 得到的结果与利用精轨卫星相比,残差小于0.3′,满足对雷达精度检验的要求。该方法不 仅可实现雷达精度检验的经常性,也可提高雷达精度检验的实时性和有效性。     

船载雷达光轴晃动对修正参数标定的影响

船载雷达标校望远镜光轴、标校电视光轴在天线不同状态下会产生不同程度的晃动,可达角分量级,在利用反向法标定雷达零位和轴系误差时,会给标定结果带来较大误差。针对此问题,提出了通过分别检测天线在正向、反向状态下标校望远镜光轴与标校电视光轴间不平行度以判定光轴是否存在晃动的方法,同时提出了利用大地测量成果精确解算光轴俯仰晃动量的方法,给出了解算模型,试验表明解算精度满足雷达标校要求。在此基础上给出了当光轴存在俯仰晃动时,俯仰零位、俯仰光电偏差、天线重力下垂误差等相关参数标定的改进数据处理模型。     

船用星敏感器姿态测量误差建模与仿真分析

为提高船用星敏感器姿态测量精度,对星敏感器船体姿态测量误差模型进行了理论分析。首先针对船用星敏感器的使用环境构建了船用星敏感器观测模型,然后推导了基于角度测量的船用星敏感器误差模型,最后仿真分析了星敏感器地平滚动角测量误差、安装角度对船体姿态测量精度的影响。误差模型与仿真结果表明,星敏感器地平姿态测量误差、安装角度标定误差以及安装布局等是影响船体姿态测量精度的主要因素,其中当星敏感器地平滚动角测量误差为100″时,船体姿态测量误差最大可达112″;安装布局对船体姿态测量精度有一定的影响,其中船体姿态测量误差随安装方位角的变化而呈周期性振荡趋势,纵摇测量误差随安装仰角的增加而增大;当星敏感器沿艏艉线方向安装时,航向测量误差随安装仰角的增加而增大,当沿垂直于艏艉线方向布局时,横摇测量误差随安装仰角的增加而增大。     

船载测控雷达空间目标轨迹仿真生成方法

提出几种典型飞行器轨迹的仿真方法,在分析各种坐标系及相互关系的基础上,给出了船姿、船位、变形模拟数据的计算方法以及船载测控雷达空间目标轨迹的动态仿真生成方法,为船载测控雷达操作手进行仿真训练提供了高度逼真的动态条件.     

船载雷达光机轴偏差的动态标校

为解决船载雷达在海上动态情况下雷达光轴与机械轴之间的偏差无法准确标校的问题,提出了采用标校电视反向法瞄船桅光标,在海上动态条件下标校雷达光机偏差的新方法,并分析了该方法的可能误差源,得出改正角误差是反向法光机偏差标校的最大误差源,给出了减少或避免改正角误差的三个解决方法,即智能选择法﹑相对比较法和最小二乘法,利用相对比较法对反向法光机偏差标校数据进行误差修正,标校精度优于10″。试验结果表明,该方法解决了近距离改正角误差较大的技术难题,提高了标校精度,且该方法操作性强,在船载雷达上有较高的实用价值。     

船载雷达速率陀螺自动切换的分析与实现

在船载测量伺服系统中,陀螺是保证稳定跟踪的重要工具.针对两组热备份陀螺中,信号检测及人工手动切换存在的不足,在理论分析的基础上建立了速率陀螺性能的数学模型,并利用Delphi实现陀螺自动检测与切换,如遇主陀螺故障,切换至备用陀螺的时间由原来的1分钟缩短至5秒钟,在实际测试中收到较好的效果.     

船载雷达动态滞后误差修正定轨结果变差问题分析

针对测量船在某型号任务中雷达测量数据在修正动态滞后误差后定轨结果变差的问题,阐述了动态滞后误差产生的原因及误差特性,分析了全球定位系统(Global Positioning System,GPS)数据标定定向灵敏度、轴系参数等对定轨结果的影响,梳理了历次任务数据处理情况,通过对测量数据与GPS数据的系统误差、随机误差比对残差分析,逐项排查问题,定位了雷达测量数据在修正动态滞后误差后定轨结果一致性变差的原因,为后续任务动态滞后误差修正提供了依据。     

基于二阶矩的雷达信号盲分离

针对雷达接收机在现代战场复杂电磁环境下接收到的混叠信号,提出了一种基于二阶矩的信号盲源分离方法。在混合信号球化过程中,对于具有加性白噪声的模型,构造了一组新的协方差矩阵,在信噪比不是很高的情况下,使其不会影响分离结果。在协方差矩阵对角化过程中,采用自然梯度的方法,避免分离矩阵更新过程中的求逆问题,提高了算法的实时性。仿真实验证明,在信噪比为-10 dB的条件下,对比FastICA算法,所提算法分离精度高,收敛速度快,为进一步的信号识别提供可靠依据。     

基于OFDM随机步进频的雷达通信一体化信号模型

为了解决雷达通信一体化系统中的雷达信号与通信信号较难分离的问题,在正交频分复用(OFDM)雷达的基础上,提出了一种基于OFDM脉间随机步进频的雷达通信一体化信号模型,通过频率捷变将数据信息加载到雷达信号上,利用随机的步进频率传输数据,从而使一体化信号能同时实现雷达探测和数据通信功能,避免了信号分离。同时设计了雷达通信一体化方案,在雷达接收端,运用相关法实现一维距离成像;在通信接收端,通过带通滤波器组检测频率点解调数据。仿真实验结果表明,一体化信号能实现分米级的距离高分辨和速率为Mbit/s级的数据通信,能够满足大批量数据传输的要求。     

基于模型外推的异源雷达相参配准

异源雷达带宽相参合成技术的关键和难点之一是相参配准,而对固定相位差异的估计精度较低,通常需采用各种优化算法提高估计精度,但计算量较大。在建立异源雷达回波模型后,分析了两种相位差异对衰减指数和（DE）模型的影响,用数据相关方法估计线性相位差异,并提出一种基于模型外推的固定相位差异补偿方法,将补偿固定相位差异与模型外推合为一步,简单有效,计算量小,不存在残余量,且该外推方法与传统外推方法相比误差基本没有增加。仿真结果表明,在14 dB信噪比下算法取得了令人满意的效果。     

基于光学基准的无线电跟踪雷达电轴参数联合标定

针对大型无线电跟踪雷达系统电轴参数标定过程中存在的人工判读依赖性大、只能进行单项参数标定、标定精度难以提高、标定过程较为复杂以及部分参数不能定量标定等问题,提出了新的电轴参数联合标定方法。通过对远场空间合作目标的跟踪测量,建立归一化误差矢量,利用光学脱靶量与雷达动态滞后（误差电压）之间的定量关系,对雷达光电偏差、定向灵敏度、交叉耦合系数等参数进行统一联合迭代求解。该方法可同时精确标定光电旋转矩阵、光电靶面的旋转角等参数,对环境和设备要求低,在静态或动态远场条件下均简便易行,可同时适用于固定站址与移动站址大型跟踪雷达系统。实验表明该方法标定结果可信。