情报雷达低仰角测高性能分析及仿真

现代防空作战中,情报系统提供的目标高度信息是标明该目标空间位置坐标的主要参数之一,对防空作战指挥系统进行威胁度判断、指挥决策以及火力引导都至关重要。本文综述了对空情报雷达多波束和差法测高基本原理,分析了多路径效应对低仰角波束方向性影响的成因,以及由此导致的对空情报雷达测高性能恶化情况;建立了某雷达低仰角测高模型,利用典型参数进行不同地形条件下的测高性能仿真研究;分析了低仰角保精度测高的阵地条件,为不同阵地环境下雷达测高性能的评估、修正和阵地选择方案优化提供参考。     

三坐标地面情报雷达测高误差修正方法

在全面分析影响三坐标地面情报雷达测高精度的各种因素的基础上,通过对各种因素引起的测高误差进行量化分析,构建了一套比较系统的三坐标雷达测高精度表征体系,找准误差修正工作的重点和难点。经研究表明,测高误差主要是天线辐射波束仰角偏差引起,可通过对测高值的实时比对分析和对辐射波束仰角的实时调整,实现测高误差修正;为此设计一套系统全面的三坐标雷达测高精度阵地优化技术方案。     

基于波瓣分裂的米波雷达低仰角测高方法及其应用

针对米波雷达的波束较宽、由于地面反射引起波瓣分裂,通常只能估高而不能测高这一难题,提出一种基于分裂波瓣的米波雷达低仰角测高方法——比相比幅法.该方法采用多个不同高度的测高天线,由于不同高度天线的分裂波瓣有一定的相位关系,利用该相位关系确定目标所在仰角区间;利用不同天线接收信号幅度进行比幅处理提取归一化误差信号;再查表得到目标的高度.分析地面起伏对测高精度的影响;推导不同阵地情况下的比幅误差曲线.将该方法应用于某型雷达,在我国首次成功地进行了米波雷达测高.试验结果表明该方法是行之有效的.     

影响地面雷达测高精度的因素

针对某型三坐标地面雷达,对影响地面雷达测高精度的主要因素进行了分析。基于阵地地形、电磁环境、杂波环境、大气环境和人为导致的系统异常等因素,分析了地面雷达测高误差产生的原因,评估了多种因素对测高精度的影响程度,提出了在实际应用中规避影响因素以改善地面雷达测高精度的建议。     

相控阵雷达测高误差的修正

从相控阵雷达的测高原理出发，分析了相控阵雷达产生测高误差的原因，给出了减小测高误差的补偿及校正方法。这些方法对于提高相控阵雷达的测高精度有着重要的指导意义。     

三坐标雷达阵地标校研究

分析了Ｐ波段相扫比幅测高三坐标雷达的测试结果。探讨了环境对雷达测量的影响。介绍了一种利用民航测量结果进行阵地校标的开发工具，它是提高雷达对环境适应性的一种行之有效的方法。     

三坐标雷达阵地选择研究

本文提出了三坐标雷达阵地选择的基本原则,指出了选择三坐标雷达阵地时应考虑的三个因素,即对雷达威力的限制、测高精度误差和电磁兼容性等,阐述了雷达阵地条件对以上三个因素的影响,并从雷达架设高度、多路径效应和同频段雷达的相互干扰等方面进行了叙述,为不同阵地环境下雷达威力的发挥、测高性能的评估和阵地布站的优化提供了参考。     

高山阵地米波雷达测高方法研究

合成导向矢量最大似然算法对平坦阵地的米波雷达测高具有较高的精度,但在高山阵地下,会出现仰角空间谱模糊的现象,测高精度较低。鉴于此,本文提出了一种基于合成导向矢量最大似然算法的雷达变频测高方法,依据不同频点空间谱模糊的周期不同的特点,通过变频计算得到真实的目标仰角,仿真数据验证了该方法的有效性。     

海洋背景下雷达测高优化的一种方法

雷达辐射波在传播过程中受海面对流层波导效应以及回波多径影响,波导效应导致雷达波束偏离真实位置;多径效应导致雷达阵面端回波幅度、相位矢量叠加,限制了雷达的测高精确度。针对岸基雷达海面方位测高精确度误差大,提出通过反演大气修正参数的方法提高雷达测高精确度。基于目标一次航迹信息、二次雷达高度信息,通过雷达测高公式拟合大气修正参数,将拟合后的大气修正参数代替雷达数据处理测高公式中的原k系数。通过Matlab软件统计海面方位大气参数修正前后雷达测高精确度的变化,实验结果表明,大气参数修正后雷达测高精确度提高了50.8%。     

平面阵列米波雷达超分辨测高技术研究

针对形状不规则的平面阵列米波雷达由于各行天线阵元数不同引起较大的测高误差,提出一种增加导向矢量系数的改进最大似然超分辨测高方法,进而推广到所有的平面阵列米波雷达。该方法首先对各行天线接收的目标回波信号进行行合成,然后基于各行不同的天线阵元数来构造各行天线的幅度归一化导向矢量系数,并重新构建阵列导向矢量,最后使用最大似然超分辨算法进行测高处理。并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

阵面机械轴误差对相控阵雷达测角精度影响分析与验证

天线阵面机械轴误差在多个维度上共同影响相控阵雷达测角精度,实际应用中难以测量、分析和验证,是高精度相控阵雷达实现精确测角迫切需要解决的关键问题之一.基于机械轴误差对相控阵雷达测角精度影响模型,推导出实际条件下空间直角坐标系到阵面直角坐标系的变换矩阵,对相控阵雷达波束指向公式进行修正,详细分析了机械轴误差及波束扫描角变化...     

基于虚拟平面的米波组网雷达测高算法

随着反隐身技术的发展,米波雷达凭借其反隐身、反辐射导弹方面的天然优势,再度进入科学界的视野。但米波雷达在探测低仰角目标过程中受多路径效应影响严重,导致测高结果易出现较大偏差,无法满足实际需要。而组网雷达数据融合技术的发展为此问题找到了一个解决办法。该文采用组网雷达数据融合技术,仅利用米波雷达测得的距离和方位信息实现了目标的3维定位,从而解决米波雷达测高困难的问题。考虑地球曲率的影响。该文所提出的米波组网雷达测高算法利用大地坐标变换、坐标系变换和数据变换,把各雷达数据统一到一个合理的工作平台,即虚拟平面上,在该平面上对目标进行测高计算。对极小误差法加以改进,采用分辨率不高,但数据稳定性好的方位角信息确定算法的搜索范围;应用分辨率较高的目标距离信息来获取最终的目标经度、纬度、海拔高度估值。由于地面强反射的原因,目标的距离估值有些时候是不准确的,该文设立了置信度判决准则以验证定位的有效性。通过仿真验证,该算法具有较好的测高精度,可作为组网雷达行之有效的测高方法。     

基于实测地形的米波雷达测高方法

基于二次雷达高度信息对地形参数进行优化的合成导向矢量算法对米波雷达测高具有较高的精度,但在没有二次雷达信息的情况下,测高精度较低。鉴于此,本文提出了一种基于实测地形的测高方法,首先对目标方位的地形起伏进行遍历,通过球面模型计算得到对应的反射点距离,将其与真实反射点距离差值最小的位置作为真实的反射点位置,然后将其距离和地形高度用于合成导向矢量算法测高,文中并给出了减小运算时间的优化算法流程,实测数据验证了该方法的有效性。     

高频地波雷达浪高参数提取的一种新算法

从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度.并将该方法应用于"高频地波雷达现场对比验证试验",反演结果与观测船输出结果比较,有效浪高的平均绝对误差为0.32m,并与Barrick法和Howell法进行了比较.模拟结果和实测结果都表明该反演算法的正确性和可行性.     

组网雷达对目标三维定位精度仿真分析

在研究多部两坐标雷达组网对目标的三维空间定位问题时 ,给出了一种利用WLS(WeightedLeastSquare)算法进行数据融合处理的方法 ,推导了定位精度公式 ,并且研究了在不同条件下的定位精度几何稀释和高度误差。仿真结果表明此方法可以有效地提高组网雷达的定位精度。此公式可以推广到三站以上的组网雷达系统中 ,在雷达缺乏高度测量的情况下 ,此方法能够实现对目标位置和高度的有效估计     

基于线阵的多波束比幅法圆锥误差分析

在一维线阵条件下,利用多波束比幅法测量方位角时,随着入射信号仰角变大,方位角测量误差会变大。分析了不同仰角下的波束偏离,提出了利用“修正角度”减小圆锥误差的方法,并比较修正前后测量误差统计值,说明达到了提高方位角测量精度的效果。     

一种机载PD雷达交互多模型滤波方法

机载雷达在运动平台上探测目标,探测数据描述的是平台和目标的相对位置。目标的机动状态不明,且探测数据和目标真实位置之间是非线性关系,导致机载雷达的航迹滤波难度大,滤波器精度和稳定性差。本方法中先进行数据预处理,量测误差在天线坐标系下获得,目标状态方程和量测方程在固定坐标中心的直角坐标系下建立,量测误差协方差矩阵由量测误差和位置进行无偏转换获得;采用交互多模型滤波器,模型集由匀速直线运动模型、当前统计模型和角速度未知的匀速转弯运动模型组成;非线性模型迭代由容积卡尔曼滤波实现,各模型的初始概率和模型参数基于速度和径向速度进行预估。仿真实验表明该方法提高了机载PD雷达的航迹情报质量,尤其提高了机动目标跟踪的精度和稳定性。     

一种改进的三坐标雷达测高方法

针对三坐标雷达双波束测高精度低及高度突跳问题,提出四波束测高方法,该方法在满足信号处理能力的情况下,采用四波束测量,利用回波幅度较大的两个波束进行仰角测量。用雷达设备进行实际测飞实验,测飞结果表明,该方法可以有效地提高测高精度,改善高度突跳现象。     

一维激光多普勒测速仪/单轴旋转惯导组合车载高程测量方法(特邀)

采用一维激光多普勒测速仪与单轴旋转惯性导航系统组合的方式,利用单轴旋转惯导系统倾角补偿后的姿态输出为测速仪提供高精度姿态基准,探索提高一维激光测速仪高程测量精度的新方法。针对双光束差动结构的一维激光测速仪高程测量原理及单轴旋转惯导系统倾角误差补偿方法进行了研究,以车载的方式对设计的高程测量方法进行了试验验证。完成了两组35~40 min跑车测试,第一组试验高程测量最大误差为?2.67 m,标准差为1.0094 m;第二组试验高程测量的最大误差为1.68 m,标准差为0.5880 m,达到了车载情况下连续动态高程测量精度优于3 m的预期指标。相关试验结果证明了基于单轴旋转惯性导航系统的车载一维激光多普勒测速仪高程测量方法的有效性。