美国空军E-3 AWACS预警机主要技术性能参数

美国空军 E- 3AWACS预警机是目前世界上最先进的预警机 ,它是一个机载 C4I系统 ,该机在海湾战争和科索沃战争中发挥了很大作用。现对其主要技术性能参数介绍如下。工作频段　　 E/F( 2～ 4GHz)作用距离　　约 60 0 km(大型高空目标 )　　　　　　约 440 km(中型目标 )　　　　　　约 30 0 km(小型低空目标 )覆盖范围　　方位 360°,仰角± 1 5°,± 30°测速范围　　 >80 km/s高速目标测距方式　　三种 PRF解距离模糊测速方式　　多普勒滤波器组测高方式　　比幅法扫描方法　　边扫描边跟踪PRF　　　　 30～ 30 0 k Hz峰值功率　　…     

俄罗斯机载反辐射导弹控制系统

俄罗斯CKB Avtomatiki公司研制出两个反辐射导弹(ARM)专用控制系统:ATsU-1和ATsU-2吊舱。这两个吊舱用来探测辐射器辐射情况,产生目标指示,并将数据送主平台的导航系统,以确定目标距离和导弹发射参数。216kg重的ATsU-1吊舱能有效对付脉冲和连续波雷达(工作于一个系统特定频段上);300kg重的ATsU-2吊舱覆盖工作于一个系统特定频段上的脉冲辐射器以及工作于另一个系统特定频段上的脉冲和“准连续波”雷达。ATsU-1/-2的“扫描区域”为±32°(方位)和0°～16°(仰角),方位精度为±1°(在大于100km距离上),测距精     

一种双圆极化半球面相控阵天线的优化设计

针对全空域多目标通信的应用需求,设计了一种具有32阵元的双圆极化半球面相控阵天线。为满足低仰角目标通信需求,采用半球加圆柱的布阵方式,通过详细对比分析三种不同阵元排布方式下的天线性能,确定最优的布阵方式。仿真结果表明,该天线从0°~102.5°扫描过程中,天线增益大于13.3 dBi,增益波动小于2.5 dB。该相控阵天线能够适用于全空域多目标通信的场合。     

基于GDOP的红外跟踪系统双站交汇测距能力分析北大核心CSCD

分析了红外跟踪系统双站交汇测距理论,引入GDOP作为交汇测距精度评价指标,对红外跟踪系统测距精度进行了仿真,得到了不同条件下测距误差。结果表明:双站交汇测距误差与红外跟踪系统自身的测角精度、目标位置、目标距离密切相关。给定条件下,方位角20°时,5 km~60 km范围测距误差在1.5%~24%之间逐渐增加;方位角90°时,5 km~60 km范围红外跟踪系统测距误差在1%~8%之间逐渐增加。     

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.     

红外告警系统被动测距方法分析

介绍了红外告警系统双站被动测距原理,针对目前测距算法的局限性,提出了一种新的双站测距算法.结合实际应用需要,分析了影响该测距算法测距精度的因素,并给出误差计算公式.给定条件下计算机仿真结果表明,被测目标在两站连线垂直方向测距效果最好;目标方位角不变条件下,两站距离越大测距距离越远.     

多站扩频测距下的卫星定位GDOP分析

根据 GPS 多星测距定位原理,提出在地面使用多个测站对空间飞行器进行多站测距定位,在分析其定位原理的基础上,进行定位解算的数学推导,给出几何衰减因子 (Geometric Dilution Of Precision, GDOP)的理论公式,最后根据 GDOP 进行理论仿真,同时给出结论。结论认为,在三站测距定位时,GDOP 最佳值为 1.732;对于近地空间飞行器(高度在 1000km 以下),测站间地心角应在 30°~60°较好,且测站布局应接近于正三角形;若能增加测站,同时改善测站的几何布局(接近于正多边形时),可以获得更好的定位效果。     

三站红外告警系统被动测距方法

为了解决红外告警系统中远距离目标测距的难题，提出了三站红外告警系统被动测距的方法。与单站多波段红外告警系统以及双站单波段或者双站多波段红外告警系统测距方法相比，此方法具有更高的测量精度及其在全方位上的一致性，应用前景广阔。仿真实验结果表明，三站之间的距离只要不小于900 m，系统将取得很高的测量精度。此外，还详细介绍了在多站中确认相同目标的方法。     

基于数字高频检相式的激光测距光学系统设计

为了改善相位差法激光测距测量精度低的现状,采用高频检相法代替模拟测相法,即数字高频检相式的激光测距光学系统来提高测距精度。实现了10MHz的激光调制频率,设计了准直透镜,给出了设计指标,利用ZEMAX软件对光束准直前后进行了对比分析,并通过实验验证了光学系统设计的可行性。结果表明,标准差最大为0.12°,重复距离精度可约达1mm,误差最大为0.09°,最小为0.011°,说明测量的重复性比较好、稳定度高,满足了精度要求,达到了提高精度的目的。     

红外双色单站被动定位方法

设计了合作目标与非合作目标的红外双色单站被动定位算法, 通过实例计算的方式证明了该方法的正确性与有效性。分析了双色消光系数差异大小以及目标温度高低对测距定位性能的影响, 得出双色消光系数差异越小、目标温度越高, 越有利于测距定位的结论。结果表明: 对于1000K以上的目标, 选择0.75～3/3～5μm这两个大气窗口作为工作波段, 在20km以内都可很好地实现测距定位; 对于500K以下的物体, 即使在5km的范围内, 测距定位效果也较差。     

电离层虚高对超视距雷达多站联合定位精度的影响

在天波超视距雷达系统的短基线多站联合定位中，一般假设多站点电离层反射虚高保持一致，为确定这一假设对定位结果的影响，本文进行电离层探测试验，以研究电离层虚高对多站联合定位精度的影响。试验时分别架设两个接收站模拟短基线超视距雷达系统的接收站点，再在较远距离架设目标站点，利用来自目标站点的发射信号模拟目标的返回信号。本文假设参考站点到目标站点链路的电离层反射虚高和大圆距离是已知的，对于同一工作频率，利用参考站点-目标站点链路上的电离层虚高，去解算定位站点-目标站点之间的大圆距离。参考站点和定位站点相距约90 km情况下，结果显示:目标和定位站(道孚-武汉)大圆距离约为1 260 km时，两条链路的虚高均方根误差约为5.82 km，相应的大圆距离的定位均方根误差约为5.02 km，相对误差约为0.34%；当目标和定位站(乐山-武汉)大圆距离约为1 000 km时，误差分别约为5.5 km, 5.69 km和0.46%。试验结果和理论分析表明，可以从缩短接收站点的布局和降低电离层反射虚高两个方面进一步提高目标定位的精度。本文试验结果可为短基线天波超视距雷达的建设提供较为重要的参考价值。     

双站交会角的单站虚拟观测

利用程差的相似递推,并通过和由正弦定理所得到的三角函数式联解,可得到含有未知主站径向距离的双站交会角的单站测算方程。在此基础上,进一步利用短距相差测距法,给出了基于相差测量的双站交会角的单站测算公式。由于仅和主站的参数测量相关,故副站以及双站间的间距实际上可以是虚设的。误差分析表明,由于所得到的交会角测算式与径向距离成反比,所以,基于短基线相差检测所得到的双站交会角可具有较好的测量精度。     

基于角度重构和差分飞行时间的室外多站定位

针对当前室外定位基站和目标之间的信号收发不同步,以及非视距(Non-Line of Sight,NLOS)环境下定位困难的问题,提出了一种基于角度重构和差分飞行时间(Time of Flight,TOF)的室外NLOS多站定位方法。首先,基于单次散射模型给出了一种关于散射体波达角(Angle of Arrival,AOA)的粗略重构方法,再利用多径信号的差分TOF并结合模型中目标、散射体、基站之间的几何位置关系构建定位方程;然后,结合先验信息添加约束区间并结合定位方程将定位问题转化为最小二乘优化问题,并利用列文伯格-马奈尔特法(Levenberg Marquardt,LM)算法进行初始解算得到基站到目标的初始估计距离;最后,将每个基站的距离估计结果进行联合多边定位得到最终目标位置。仿真结果表明,该方法利用多个基站能在室外NLOS环境中实现较高定位精度。     

基于图像的水下三点激光测距方法研究

基于光学成像原理和激光三角测距法,提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型,推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系,在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机,并通过空气中和水下的距离测量实验,测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示,在8.4 m范围内,使用统一测距公式对距离进行测量时,测距误差最大值约为35 cm,平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。     

用于条纹像距离提取的迭代加权质心方法

条纹阵列探测激光雷达具有测距精度高、作用距离远、探测景深宽和数据更新率高等显著优点,已被广泛应用于地形测绘、海岸带监测、城市三维重构、森林生态研究等领域中。传统的信号鉴别方法在回波信号距离提取过程中存在一定的局限性,影响了条纹阵列探测激光雷达的距离分辨能力和目标识别能力。针对这一问题在处理条纹图像时引入了一种迭代加权质心算法,讨论了该算法在质心定位中的独特优越性,结合条纹阵列探测激光雷达的信号分布特征确定了该算法中关键参数的选取。利用该算法在1.4 km的作用距离下获得了具有清晰边界特征的目标距离像,有效抑制了距离提取过程中产生的边界模糊效应,显著提升了系统的细节分辨能力,相比于传统的质心算法,测距精度提高了17%。     

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。     

激光脉冲弱小回波信号提取方法研究

在激光红外复合制导中,主动激光雷达可以提供探测目标的距离信息,并与红外探测方式实现光电互补,有助于提高复杂战场环境下精确制导的准确率。激光测距时,准确的回波位置检测是确保测距精度的关键。而信噪化是决定精度和作用距离的关键。为了提升脉冲回波信号的信噪比,本文提出了一种结合自相关滤波算法与改进的奇异值分解方法的微弱脉冲提取方法,并分别采用仿真数据和实际采集的脉冲激光回波信号进行去噪实验,实验结果表明,本文所提出的方法能够有效地提升回波信号的信噪比,有助于提高激光测距的精度。     

基于GPS的红外成像测向交叉定位方法

开展基于GPS的红外成像测向交叉定位研究,引入GPS技术进行测站定位、确定目标测向基准,以地理投影坐标系为定位坐标系,建立双站交叉定位、测站定位、目标测向数学模型;分析定位误差与布站情况、GPS定位精度、测角精度的关系;提出基于SolidWorks的仿真试验方法,验证了本文双站交叉定位数学模型的正确性;设计两组外场验证试验,全面验证了本文定位方法的有效性。试验表明,本文方法对近1km远处目标的定位误差<0.5m,不要求测站相互可见,且便于描述目标偏离测站、其他任意GPS已知点的地理方位角,具有重要应用价值。     

Orbit Determination Accuracy Improvement for Geostationary Satellite with Single Station Antenna Tracking Data

An operational orbit determination (OD) and prediction system for the geostationary Communication, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS) mission requires accurate satellite positioning knowledge to accomplish image navigation registration on the ground. Ranging and tracking data from a single ground station is used for COMS OD in normal operation. However, the orbital longitude of the COMS is so close to that of satellite tracking sites that geometric singularity affects observability. A method to solve the azimuth bias of a single station in singularity is to periodically apply an estimated azimuth bias using the ranging and tracking data of two stations. Velocity increments of a wheel offloading maneuver which is performed twice a day are fixed by planned values without considering maneuver efficiency during OD. Using only single‐station data with the correction of the azimuth bias, OD can achieve three‐sigma position accuracy on the order of 1.5 km root‐sum‐square.     

Theoretical investigation of DFSI with immunity to both Doppler effect and frequency-sweep nonlinearity

Frequency-swept interferometry (FSI) is a well-known ranging technique, but it suffers from three problems, namely, the Doppler effect, the frequency-sweep nonlinearity, as well as the slow frequency-sweep rate. The first two problems hinder the measurement accuracy, while the third problem limits the measurement rate. In this paper, we present a dynamic FSI (DFSI) that solves these three fundamental problems simultaneously. The DFSI consists of two auxiliary interferometers (AU1 and AU2) and two measurement interferometers (FSI and frequency-fixed interferometry (FFI)). We use FSI to obtain the Doppler and nonlinearity affected ranging signal, AU1 to monitor the frequency-tuning nonlinearity in the frequency-swept laser (FSL), and FFI and AU2 to constitute a laser vibrometer for monitoring the target motion-induced Doppler effect. Then, a novel signal fusion processing technique is applied to reconstruct the real dynamic distance from the above-measured signals. The dynamic ranging error caused by the Doppler effect and frequency-sweep nonlinearity in FSI can be eliminated and the dynamic distance at each sampling point can be obtained. The validity of this method is demonstrated by numerical experiments.