某炮瞄雷达的轴系误差分析

本文根据某炮瞄雷达的研制要求,对方位-俯仰型天线座轴系误差进行了分析和讨论。天线座的轴系误差直接影响雷达的指向精度,进而影响火炮的命中概率,是天线座设计中非常重要的一项指标。本文重点介绍了三种轴系误差在工程研制中的解决方法,对天线座的设计和装配调试具有工程指导意义。     

雷达天线座机械轴系精度分析

西方玟要对影响方位俯仰型天线座的轴系精度的因素进行分析，并对轴系精度给出了明确定义。     

600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术,以600 mm望远镜为缩比系统,采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构.俯仰轴系由向心角接触球轴承构成,方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成.采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型.分析了影响轴系回转精度的误差源,采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理,得到俯仰轴系晃动误差为4.2,方位轴系晃动误差为9.3.望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果,验证了轴系结构设计的合理性和正确性,并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径.     

船载雷达方位零位异常变化的分析与影响

针对船载雷达方位零位标定过程复杂,故障排查难度大的问题,在简要介绍船载雷达方位零位标定方法的基础上,分析了导致船载雷达方位零位异常变化的可能原因,提出了对船载雷达方位零位异常变化问题的分析及排查通用流程。结合实际典型案例,对由经纬仪轴系变化和全船方位基准不统一导致的船载雷达方位零位异常变化的问题进行了深入研究,并从不同角度分析了对测量精度的影响。提出的通用流程对指导复杂的船载雷达误差修正参数的标定和提高船载雷达测量精度具有重要的实用价值。     

环境温度影响激光发射二轴转台性能研究

激光发射二轴转台是以转台为主体,承载激光传输及发射功能的设备。转台要求在温度指标范围?40~55 ℃内具有良好的使用性能,为更好地了解环境温度对转台性能的影响,引出了激光发射二轴转台结构,并采用有限单元法对不同环境温度下转台静动态特性进行分析研究,由静力学分析后的转台变形量结果得到环境温度对轴系精度的影响。分析得到,以22 ℃转台性能参数为基准,在温度指标范围内,室温22 ℃时,转台静态特性与轴系精度最优,环境温度偏离22 ℃越远,静态特性与轴系精度越差。当温度每变化10 ℃,转台最大变形量变化约0.529 mm,最大应力值变化约18.418 MPa;方位轴系与俯仰轴系垂直度误差变化约4.715″,方位轴系与底座支撑面垂直度误差变化约4.649″;方位轴系晃动误差变化约0.22″,俯仰轴系晃动误差:(1)温度低于22 ℃,变化约0.33″;(2)温度高于22 ℃,变化约0.569″。转台前6阶模态频率随温度变化具有不同的规律,但频率变化率最大不超过2%。分析结果表明,环境温度对此类转台静态特性与轴系精度影响较大,但对动态特性影响较小,结论与工程经验基本吻合。     

利用雷达观测值进行非线性估计

本文分析了雷达测量模型方程的非线性;并且定量给出了模型非线性对滤波和平滑精度的影响;导出了一种能够有效地减少非线性误差的简单算法。该算法采用如下顺序处理观测值;方位、俯仰、距离。利用方位误差去修正俯仰误差,然后利用前面的综合结果去修正距离误差。结果表明,利用该算法进行估计的精度优于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的估值精度;而且用该算法估值时,并不比(EKF)复杂。     

基于星敏感器指向的船载雷达轴系误差分离模型

针对现有船载雷达动态标校方法的不足,提出了一种基于星敏感器的船载雷达轴系误差标校方法。该方法以精确的星敏感器地平指向为比对基准,解算船载雷达的轴系误差。设计了基于星敏感器的船载雷达动态标校方案,分析了船摇测量误差对雷达测角精度的影响,推导了天线座垂向变形引起的雷达测角误差修正模型。根据测量目标的不同,分别建立了联合测星与跟踪目标时的船载雷达轴系误差分离模型。最后通过联合测星试验对轴系误差分离模型进行了验证。试验结果表明,利用动态标校成果修正后的船载雷达方位、俯仰系统残差分别为3”和9”,随机残差分别为40”和45”,满足雷达轴系误差标定要求,具有较高的实用价值。     

机载光电转塔系统轴系误差数值分析

机载光电转塔系统轴系误差是影响随动跟踪和视轴指向精度的主要因素之一。为了分析轴系误差对精度的影响量值,运用坐标变换的原理,建立了机载光电转塔系统在方位和俯仰理想状态和在轴系误差状态随动跟踪的数学模型,进行了数值计算与仿真分析。仿真特性曲线表明,在不同随动角度下轴系误差对精度的影响是变化的。为了满足机载光电转塔系统高精度随动、视轴指向和高分辨率的探测和感知外部环境,提出了消除误差和提高精度的解决方法,可用于机载光电转塔系统的设计分析、误差控制和技术问题处理,具有一定的实际工程应用参考价值。     

俯仰一方位型天线转台对天线波瓣测量带来的误差

天线测量中,一般均采用方位一俯仰型(方位转盘位于俯仰轴上)转台.或俯仰一方位型(俯仰轴位于方位转盘之上)转台。目前仍以使用后者的居多.这种转台当发射端和接收端不处于同一高度因而使得波束轴与方位旋转平面不平行时,则在波束宽度,付瓣电平上带来误差.对于非圆对称波束.会带来付瓣更严重的误差.本文讨论这一问题的目的,在于给出一个明确的数量限制以使测量结果达到足够的精度.     

精密测量雷达轴系正交精度检测方法研究

针对精密测量雷达天线座轴系的正交精度测量,分析了两种形式的天线座结构,根据结构特点对比了两种轴系精度检测方法,并对叉臂式天线座提出了一种新的虚拟定位检测方法。该方法利用测微准直光管及分划板,建立一条平行于地面的俯仰轴虚拟的公共轴线,检测出天线座俯仰轴与俯仰公共轴线偏差量,得到轴系正交精度。     

两轴稳定转台轴垂直度检测方法

通过对两轴稳定转台的误差分析,给出了影响轴系误差的主要因素,介绍了检测各轴垂直度误差的方法,重点提出了用自准直仪和三坐标测量机两种方法检测俯仰轴对方位轴垂直度误差的检测方法。实际应用表明,两种检测方法简单易用,就系统误差而言,两种检测结果基本一致,但用三坐标测量机检测时随机误差较大,为两轴稳定转台设计和装调提供参考。     

激光雷达坐标测量系统的测角误差分析

为了精确地设计激光雷达坐标测量系统仪器,在研究激光雷达坐标测量系统测量原理和结构的基础上,建立了引入两轴垂直度误差、反射镜倾斜误差和反射镜入射激光束倾斜误差这3项主要系统误差的测角误差模型。由理论分析可知,在距离10m处,这3项系统误差各自引入的单点坐标测量误差最大值分别为124.1m,447.9m和242.4m。结果表明,在激光雷达坐标测量系统设计中,为保证在大空间测量中仍有很高测量精度,必须严格控制两轴垂直度误差、反射镜倾斜误差和反射镜入射激光束倾斜误差,并根据建立的误差模型进行参量标定和误差补偿。     

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...     

舰载测量雷达零值标校方法研究

针对舰载测量雷达零值标校困难且标校精度低的问题,提出了一种综合标校方法,采用无线差分倾角仪对舰载测量雷达俯仰零值标校、光学传递法对方位零值标校、短基线差分GPS对距离零值进行标校,实现了舰载测量雷达的综合标校。详细介绍了标校步骤,并对该综合标校方法精度进行了分析,证明了该标校方法的精确性。该方法已在靶场成功应用于舰载测量雷达的标校中,解决了靶场动基座测量雷达标校的技术难题,可推广应用于舰载武器装备和测控装备的标校中。     

雷达方位角折射误差修正方法研究

要进一步提高雷达系统的测量定位精度,除了尽力提高硬件精度和优化数据处理方法外,大气环境对雷达测量精度的影响必须考虑。目前进行的雷达电波折射误差修正,几乎都是建立在假设大气在水平方向均匀的条件下,认为雷达测量的方位角无折射误差,其对于下垫面均匀的平坦地区是可行的,但下垫面复杂地区方位角的折射误差必须修正。文中通过利用差分方法求解任意大气层中的射线方程,得到了实用的单脉冲雷达方位角的折射误差修正方法。     

谐波分析方法在提高精密转台回转精度中的应用

为了提高某精密转台的测角精度和改进结构设计,对其方位轴系角位置测量精度进行了检测,该误差包括轴系误差、编码器误差及其他误差项。在数据处理中,采用傅里叶谐波分析方法,用不同阶次的简谐波进行拟合,去掉低阶误差,可提高位置测量精度,同时分析了各误差的来源。建立的误差查询表格可用于对后期测量结果的修正。结果证明,角位置测量误差修正后的值是修正前的1/4左右,幅值不超过0.8,极大地提高了角位置测量精度。此实验研究了使用谐波分析来提高转台位置测量精度的方法;同时分析了各误差来源,便于采取相应措施对轴系进行改进。     

伺服系统误差分类、计算及分析

通过对雷达类设备伺服系统误差分类、综合方法以及天线座轴系误差分析的介绍,论述了常见雷达类武器装备中伺服系统精度的有关问题,可供同行进行类似设计时参考。     

光电经纬仪轴系误差仿真计算的新方法

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。