大气介质对电磁波测距精度的影响

大气介质的不均匀将影响电磁波测距精度.从电磁波相位法测距的基本原理出发,推导了大气介质引起的电磁波测距误差公式,并与高精度的微波测距机在10km基线上测距精度进行了比较,结果证实,即使采用高精度的电磁波测距机,大气介质引起的测距误差也在0.75m～-0.25m之间.因此,在用电磁波进行高精度测距时,必须要测量出基线上精确的大气折射率的分布,才能提高测距精度.     

高精度多频调制实时激光测距系统

为了克服多频调制激光测距系统中相位检测算法复杂、实时性差、精度低的问题,提出一种距离测量方法。该方法将测距回波信号通过改进的正交计算模块得到精确的相位延迟正切值,再通过坐标旋转计算机（CORDIC）角度计算模块得到相应的角度,结合正交同相（I）和正交（Q）支路输出的符号位和相位测距解模糊算法计算出精确的距离。实验结果表明,系统测距误差与回波信号的信噪比和计算模块的字长有关,在SNR为10dB,字长为16bit时,相位精度为0.03°,距离精度为0.125mm。     

合成孔径雷达子孔径相位定标方法分析

斜距定标技术是获取高精度SAR(Synthetic Aperture Radar)图像的重要环节之一。传统斜距定标方法通过POS(Position and Orientation System)数据和地面控制点坐标对斜距进行测量,对POS系统的精度有很高的依赖性,且需要获取地面控制点的精确位置信息。为降低斜距定标对POS精度与地面控制点位置精度的要求,该文提出了一种基于子孔径相位的定标方法,通过构建基于SAR子孔径相位的测角模型,利用Cramer-Rao界定量分析其测角精度,并给出了子孔径相位的测距定标模型与精度分析。文章最后分析了子孔径相位定标方法的优势。      

非相干扩频测量体制应答机的测距数据处理

介绍了一种非相干扩频测量体制的测距原理,分析了测距跳周问题对测距精度的影响,提出了一种测距数据处理算法.采用相位相差180°的双码钟采样法,对两个码计数和两个码相位进行采样和时差比对,判别出距离跳变的数值进行算法修正,有效消除了码计数对应的距离跳周问题,保证了系统的测距精度.该算法已经成功运用到多个实际工程中,系统测距精度完全满足指标要求.     

机翼共形阵列的阵元位置估计方法

研究机翼共形阵列存在共形表面变形下的阵元位置估计问题。在获取观察区域距离-多普勒图像基础上,首先采用子空间跟踪方法估计给定距离-多普勒单元数据的主特征矢量;然后利用最小二乘方法拟合不同多普勒通道主特征矢量的绝对相位特性来获得相位中心的初估计;最后结合机翼共形表面的变形模型,在采用整体最小二乘方法拟合形变参数基础上得到相位中心的最终估计结果。仿真结果表明该算法不需要辅助校正源,能获得优于十分之一波长的相位中心位置估计精度,满足高分辨率空间谱估计要求。     

被动测距的可观测性分析和滤波方法

首先建立运动单站被动测距的数学模型,然后分析被动测距的可观测性,并针对实际应用提出了相应的滤波估计方法.可观测性问题分析了具有不同运动特征的目标在仅有方位角和俯仰角测量时能计算位置坐标的充分条件,将被动测距归结为典型的间接测量问题.由于直接测量的方位角和俯仰角与位置坐标的关系构成非线性测量方程,利用离散状态空间模型的分析方法,将被动测距描述为非线性状态估计问题.推广卡尔曼滤波、粒子滤波是求解被动测距非线性状态估计的常用方法.模拟了实际的被动测距模型,并用推广卡尔曼滤波和粒子滤波方法估计目标的位置坐标序列.模拟实验表明:这两种方法在运动单站被动测距中是有效的.     

短距双站在远距基准点上观测目标的定位精度

在基于时差一方位测量的短距双基站的数百公里之外,选定一个地图基准位置,并以此地图基准位置作为计算分析远距目标位置的几何坐标起始点。先由双站间的时差方程和几何关系解得目标相对于双站的测距式,然后,利用双站测距式以及双站与远距地图基准点之间的几何关系解得目标相对于地图基准点的径向距离和方位。虽然测向误差很大,但误差分析表明只要双站与地图基准点之间的距离足够远,就能在双站距离小于10km的情况下,使目标与地图基准点之间的测距误差满足小于5％R的精度要求。     

利用DME问答时序的飞机无源定位

针对多基测角交会、时差相差、时差频差定位系统复杂度高、同步要求高的问题,利用测距机（DME）系统测距模式中飞机与台站的通联关系,提出了一种对飞机无源定位的方法。已知地面DME台站位置和本机侦测点位置,通过对飞机地空测距询问信号、台站距离应答信号的到达时间、方位进行测量并进行解码分选,对解码分选结果进行关联聚类,再利用DME测距工作模式的随机询问特性进行询问-应答信号的时序匹配,最后根据配对信号的到达时间差、DME台站位置以及飞机方位对飞机进行计算定位。通过仿真分析证明了该方法的可行性,在固定DME台站位置已知的条件下该方法具有工程实践意义。     

水下相位式激光测距定标方法

基于相位式激光测距的工作原理,提出了将相位式激光测距仪用于水下测距的思路,从原理上分析了水下相位式激光测距的可行性。通过水下距离测量实验,对水下相位式激光测距可行性进行了验证,完成了水下相位式激光测距仪的测距定标算法,并探究了水体浊度对相位式激光测距动态范围和测距精度的影响。实验结果表明,经过定标校正后的水下相位式激光测距仪在水下3.5 m范围内测距误差平均值不超过3 mm,测距范围与水体浊度间存在指数衰减关系。该水下相位式激光测距仪为水下距离的探测提供了一种新方法,可实现水下目标近距离的精确测距。     

阵列天线在UXB系统标校中的应用

测量船基地现有标校塔与测量船距离只有980 m,无法满足高频段统一X频段（UXB）系统天线的远场标校距离条件。针对这一难题,提出了一种利用阵列天线合成准平面波的方法,实现在近场距离条件下的远场标校。在现有标校塔上架设安装阵列天线设备,利用16个单喇叭天线组成4×4的天线阵,并通过控制单个喇叭天线元的幅度和相位,使得传播到测量船UXB天线口面处由阵列天线合成的电磁波是准平面波,满足X频段天线远场标校要求。综合运用最优化理论和遗传算法,对阵列天线元的幅度和相位权值进行调节和优化,使得合成的电磁波更为接近准平面波。计算机仿真实验和外场条件下的实际测试均验证了该方法生成的准平面波能够满足UXB天线远场标校要求。     

共形阵列天线引入的距离零值变化估计

针对共形阵列天线在不同指向角下距离零值一致性问题,通过类比常规抛物面天线测距过程并结合共形阵列波束形成方法,对共形阵列天线测距过程进行了分析;通过构建一维半圆周模型对可能影响距离零值的阵元位置误差、通道相位误差等因素进行了仿真,结果表明,在保证波束形成的前提下,由阵列自身引入的距离零值较小,简化共形阵列天线对测距零值标校的要求,降低实现难度。     

空战机动飞行的测距/量测仪器系统“ACMR/I”

本文叙述的量测仪器系统,能够提供8架高效能战斗机的实时姿态和位置数据,和12个附加协同目标的位置数据。位置数值是利用调频连续波相位比较方法从多边测距中求出的。姿态和加速度数据是从由测距系统安置初始值的捷联式惯性制导系统中获得的。利用测距载波的移频键控把数字数据发送到目标,和从目标发送出来。采用卡尔曼滤波技术的多重处理地面计算机以每秒10次的速度提供每架参战飞机的总状态向量。多重处理机还为性能计算提供实时的导弹模拟。显示和询问分系统提供实时的计算机得出的飞机的假三维显示、总再播能力和自操作员控制台对整个系统的控制。     

一种提高相位测距精度的方法

在激光相位测距中,距离是通过求回波信号的相位信息求得的。由于频谱泄露和栅栏效应,传统的FFT不能精确地计算出频率点的相位值,因此提出使用密集频谱细化技术和频谱校正技术对回波信号的频谱进行校正。实验结果表明:基于复解析带通滤波器的复调制谱细化算法所需的运算量少,计算速度快,同时能够提高相位测量精度;频谱校正算法中相位差校正算法是一种精确的校正方式,校正精度很高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率。在工程应用中,本文方法运用于激光相位测距中能大幅度提高频域数字测相的精度。     

基于多普勒频率的机载测距原理

基于数学定义,通过对多普勒频移变化率方程的近似处理即可实现仅基于多普勒频移测量的机载单站测距。在此基础上,进一步研究了在某一时间段内多普勒变化率的均值表达问题,在机载探测平台匀速直线飞行条件下所进行的分析表明,在某一时间段内多普勒变化率的平均值与此时段两端点处的切向速度之积成正比,并与时段终端位置处的径向距离成反比,且模拟计算证实由此表示才能获得更为准确的测距结果。与现有的方法不同,本文提出的测距方法既不需要直接检测多普勒频移变化率,也不需要和其它定位测量方法配合使用。同时,基于文献研究结果,在探测得到被测目标辐射信号中心频率后,即可实现仅基于频率测量的机载单站测距。本文的研究结果为直接利用多普勒原理准确测距奠定了工程应用基础。     

多子阵合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差补偿

针对低频合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差,提出一种基于冗余阵元回波数据的运动误差补偿方法。该方法首先沿距离向对相邻重叠相位中心的数据求统计平均获得缠绕的平均相位误差,然后通过滑动累加得到解缠绕的相位误差,运用估计的相位误差就能实现多子阵合成孔径声纳回波数据的运动误差补偿。仿真结果表明,该方法能够准确地估计侧摆误差,估计偏差均小于0.002 m;误差补偿后能够取得与无误差情况基本一致的成像结果,极大地改善了目标聚焦质量,能满足低频合成孔径声纳系统的运动误差补偿要求。实测数据处理结果进一步验证了该方法的有效性。     

利用TDOA相关系数的ADS-B欺骗式干扰检测

目前,为了检测飞机位置异常点,已安装的ADS-B系统通过比较飞机广播位置与两个基站计算获得的TDOA(Time Difference of Arrival,TDOA)和由两基站实际接收信号的TDOA来达到目的,该方法简单,但性能受基站同步误差和飞机报告位置误差影响较大。本文提出了一种利用TDOA相关系数的ADS-B欺骗式干扰检测方法,同样使用两个基站来接收ADS-B信号,首先根据飞机报告的位置和两基站的位置计算信号到达两基站的TDOA,然后通过两基站接收信号时刻计算TDOA,集合同一架飞机的各个航迹点,则得到一组由报文计算的时间差和一组由基站计算得到的时间差,最后通过两组时间差的相关系数来识别真实目标和欺骗干扰。本文方法不需要反推飞机位置,对基站同步误差和飞机报告位置误差稳健。仿真实验验证了方法的有效性。      

红外测距仪的原理及其应用

1.应用 按载波的不同,电磁波测距仪分为光电测距仪和微波测距仪;在光电测距仪中,又按光源的不同,分为激光测距仪和红外测距仪。光电测距仪是以光波运载测距信号测量两点间距离的一种测距方法。与传统的用钢尺测量距离的方法相比较,光电测距具有精度高、灵活机动、作业迅速及受地形影响小等特点。光电测距技术自上世纪60年     

激光近炸引信测距能力的光学测试方法研究

激光近炸引信距离控制精度是导弹炸点控制的保证,是实现引战配合的前提.目前,激光引信距离控制精度测试主要利用"距离仿真"的光电法来实现,由于光电法存在最小启动距离且分辨力低,不能满足激光近炸引信测试要求.文中提出一种检测激光近炸引信测距能力与测距精度的方法.利用光在光纤中走过的光程来模拟激光回波走过的光程,通过调节直角棱镜组之间的距离来进行光程的精确调节,从而利用光在测试系统中走过的光程来模拟目标反射回波,实现精确的动态距离仿真.对距离仿真系统的最小测试距离和精度进行了分析.     

涡旋电磁波跨海远距离传播特性研究

针对涡旋电磁波远距离通信能力评估需求,提出一种测量涡旋电磁波远距离波前相位的方法,在青岛海域开展了涡旋电磁波跨海远距离传播特性测试实验。测量了频率10 GHz,3.7 km距离模态1、模态2与7 km距离模态1涡旋电磁波波前相位保持特性。结果表明,在10 GHz,7 km距离处,涡旋电磁波波前相位依然能够保持涡旋特性,可以用于轨道角动量域复用通信。     

基于波形反演和LTI算法实现布拉格峰定位

为了使质子布拉格峰在介质中的定位效果更精确,以便应用于临床肿瘤的定位与治疗,提出一种三维布拉格峰定位算法。算法以频域全波形反演算法和LTI算法为基础,实现布拉格峰的定位。文中选取了5个目标布拉格峰位置,然后分别以这5个坐标位置为中心,在距离中心50mm内随机选取了10个初始布拉格峰位置,最终定位误差收敛在0.2mm～1.7mm,能够较好地满足质子治疗的定位精度要求。