靶场摄影光学仪器评述

本文从测量仪器和监视仪器的角度,回顾了导弹靶场所用的跟踪望远镜的历史。这一历史可以追溯到1937年的阿斯卡尼亚(Askania),直到1981年的远距离目标姿态测量系统(DOAMS)。本文还讨论了电影经纬仪(包括固定式测量系统和机动跟踪架)的历史和能力。对所有设备都从历史状况到目前水平做了介绍。对于提高靶场测量摄影光学系统性能所必须遵循的技术方向也进行了简要探讨。     

只有利用GPS才能满足北约战术战斗机训练中心的测量要求

由于近几年内在西欧地区发生了大量军用飞机事故,而且越来越需要低高度空战飞行训练,因此北约将在欧洲以外建立一个战术战斗机训练中心。面临特殊的测量要求,需要一个独特的靶场测量系统。战术战斗机飞行训练将在65000平方公里地区上空展开,100架飞机将在近地面至30Km的空中飞行。此外,必须在不同的位置至少配35个威胁发射机。整个靶场必须易于重新配置并且机动(非固定地面站)以满足环境变化和各种训练要求。由于这些苛刻的限制条件,只能采用GPS来解决测量问题。在三个基本领域内,要解决面临的测量问题,最理想的是采用靶场应用计划(RAP)的GPS设备及其配套的第二代RAP数据链。这三个领域是目标跟踪、数据传输和威胁发射机的控制。GPS对于其中每个领域都有其长处。 GPS目标跟踪:提高了目标位置和速度精度;能跟踪多达100个目标;能跟踪地面至30Km高的目标;能覆盖整个65000平方公里区域;仅需要少数几个地面站;可使用无需勘测的机动地面站。现代化的数据链路:数据链路独立于定位系统;采用高带宽效率技术;最多能对付100个目标;可远距离传输;采样速率更高;使用机动地面站;经飞机一飞机中继还可扩大覆盖区域。 GPS控制的威胁发射机:成本大大低于人工/雷达控制的威胁发射机;威胁密度可很高;可机动(可自己测定位置);跟踪精度高;目标捕获和自跟踪简单;可程控各类威胁发射机并可模仿现场操作手。用GPS解决靶场测量问题,会带来许多有利后果:可建成全机动靶场,可灵活配置一可大可小;可为100多个目标服务;可配大量威胁发射机;靶场易于重新配置以适应各类训练场面;靶场对环境无特殊要求(不必改造地形)。     

低空目标双雷达联合定位方法研究

针对海上靶场雷达对低空、远距离小目标的测量数据中存在大量的地海杂波干扰,陆海结合试验环境复杂,大气参数难以精确测量,电波折射修正困难,多径影响较大,以及自身的开环跟踪模式等因素,导致雷达俯仰角测量误差较大的问题,在充分利用靶场雷达测量网布站特点的基础上,提出了一种利用2台雷达共有段落的方位角和斜距信息,构建双雷达联合定位模型,完成目标弹道解算的方法。实测数据与仿真数据综合测试表明,通过使用该方法可有效解决雷达俯仰角测量信息超差对整体测量结果的影响,同时提高了靶场雷测数据处理的精度和可靠性。     

高级靶场测量飞机的改进及现代化计划

目前,已制造了七架EC-135型高级靶场测量飞机(ARIA),用来接收、记录遥测数据并对其进行实时中继。现在正给这些飞机改装新设备,使之满足本世纪内用户对机动遥测数据收集及转发的要求。高级靶场测量飞机的两套主用测量电子设备已经搬上C-135B型飞机(此种飞机使用TF-33风扇式发动机)。另外几架的改装将采用波音707-320C型飞机。测量设备方面的变化包括新的记录器、天线、天线控制系统、馈源、跟踪系统及遥测接收机。     

用于靶场安全的GPS转发跟踪系统性能的实时评价

GPS转发跟踪系统用作靶场安全的主跟踪系统越来越普遍。这种系统的费用低于C波段雷达系统,并且试验场地的选择更加灵活。用于靶场安全,在飞行器上接收GPS信号,变换到S频段,转发到地面站。地面站处理该信号,估计出飞行器的位置和速度。利用该信息评价飞行器是否在靶场上空安全飞行。在靶场安全判决过程中必须知道所估计飞行弹道的精度。本文介绍了一种软件包一性能实时评价(PAR),它能计算出GPS转发跟踪系统状态矢量(位置和速度)估计精度的实时边界。该PAR已安装到一台GPS转发跟踪系统内,现已投入运行。本文介绍了几次靶场安全跟踪的结果。     

飞行弹道测量规划

本文介绍了新墨西哥州的白沙导弹靶场所采用的设备选择法,即选择测量试验目标位置和弹体角度设备的方法。选择准则包括设备的数量和位置,测量量的类型和质量,工件可靠性以及数据处理方法等。根据价格-测量要求比、成功概率、所用数据和测量系统的预期误差作出最佳选择。约束条件包括理论弹道和目标尺寸,光学图象尺寸和视角,跟踪速率,大气畸变,某些应用情况下还有现有设施的位置。该方法使用了经理论推导并经实践验证了的模型,还利用了观测到的误差分布和可靠性数据。已在UNIVAC1108计算机上实现了自动计算。     

吉尔南再入测量站在美国战略武器试验中的作用

吉尔南再入测量站(KREMS)是一个雷达测量站,位于马绍尔群岛中夸贾林珊瑚礁的罗伊—纳慕岛。该站是夸贾林导弹靶场的一部份,为各种导弹试验和空间跟踪任务收集雷达测量数据。这些数据可供各有关部门用来鉴定弹道导弹再入系统、防御系统以及美国和外国的卫星系统。本文对吉尔南再入测量站、测量能力及其在弹道导弹试验和空间跟踪活动中的作用等方面做了介绍。     

超级数字式光学自动跟踪记录仪(RADOT)在夸贾林导弹靶场的现场试验结果

目前,夸贾林导弹靶场的超级 RADOT 电视跟踪测量系统尚处在安装调试阶段。而在该靶场的檀香山数据处理站安装了一部称作“电视测量数据分析与处理系统”(VMARS)的配套设备。本文根据这部新型设备所收集和处理的大量测量数据,介绍该系统在现场操作和数据处理方面已取得的一些经验,讨论对原设计提出的一些更动,阐述已获得的试验结果,并且讨论今后进行系统改进的计划。     

用于GPS转发跟踪的双模卡尔曼滤波器

自1984年以来,用转发GPS方案对高动态飞行器进行高精度、高效费比跟踪,为导弹飞行近实时提供良好的位置、速度和加速度估计。在东靶场,正用第一代设备对三叉戟导弹飞行进行靶场安全跟踪。第二代设备被称为转发处理系统(TPS),已经部署在马歇尔群岛的USAKA站(夸加林再入场区),目前正用来跟踪各种飞行目标。现正在规划研制第三代新系统。本文主要讨论安装于TPS中的卡尔曼滤波器的设计和调试。这种滤波器的独特之处在于它有两种工作模式,一种用来跟踪动态飞行器,另一种特殊模式用来跟踪弹道飞行器。当滤波器确认飞行器的加速度接近弹道加速度时,模式切换逻辑电路就选择弹道方式。而当探测到非弹道加速度时,滤波器就返回到动态方式。本文综述了近期任务所获得的跟踪数据,证明用双模滤波器所获得的跟踪精度是卓越非凡的。     

未来的小型机动式GPS靶场测量设备

技术的迅速发展将有可能研制出一种小型的靶场跟踪和遥测系统。这种系统将装在拖车上,能够跟踪3个飞行器并显示其空间位置及遥测数据。     

美国研究用中继卫星支持靶场安全

靶场安全是发射场提供的维持发射系统(飞行器和地面设备)完整、避免威胁人身安全的业务,是所有靶场(发射场)都要进行的一项工作。当前美国各靶场采用的指令炸毁和遥测方法要求地基天线系统与飞行器之间维持一条特高频(UHF)射频链路。由于某些发射场中靶场安全系统的作用范围已扩展到入轨段,因此要在很大的范围内布设多套下靶场停飞系统(FTS)。 尽管美国各靶场现有的安全系统具有出色的安全记录,但其大量支持设施的操作和维护费用极高,因此限制了发射周转时间、发射场的灵活性以及覆盖区域。为克服这些缺陷,NASA哥达德航天中心(GS-FC)正在研究将NASA天基网(SN)/跟踪与数据中继卫星(TDRSS)用做天基平台支持一次性运载器(ELV)和重复使用运载器(RLV)的靶场安全通信,提供一种灵活的、高效费比解决方案。该计划的重点是     

外测设备误差的统计分析

本文首先从频域分析出发,讨论了最小二乘拟合残差及变量差分法在随机误差统计方面的应用与差异,并对靶场外测设备的实测误差进行了较系统、全面的统计分析,特别提出在全跟踪段内分析一步自相关与功率谱,显然,这对测量设备与制导数据的应用具有重要意义。     

船载卫通站单脉冲跟踪接收机典型故障分析

描述了某船载卫通站天线跟踪丢失目标的故障现象,从天线跟踪系统的设备组成和工作原理入手,结合设备工作环境和条件,详细说明了故障排查与定位过程。针对接收机中频信号频带内发现的主信号漂移及杂散频率干扰现象,分析了C-L频段变频器本振频率漂移产生的原因,以及设备环境温度、振动等外部因素和器件老化等内部因素对本振频率参数的综合影响,给出了通过调节C-L变频器本振单元微调元件进行频率修正来规避杂散信号对主信号干扰的方法。结果表明,该方法能有效解决天线跟踪的故障问题。     

海上靶场测控系统技术特点及应用

随着海上飞行器技术和飞行活动的不断发展,飞行活动对测控系统提出了新的更高的要求,海上靶场测控系统迎来了新的挑战和发展机遇。海上靶场测控系统从单一技术应用到多种测控技术的综合应用,极大地提高了海上靶场测控水平和能力。本文简要介绍了海上靶场测控系统的基本需求,分析了水下测量、出水点捕获跟踪、低仰角跟踪测量、低能见度下的跟踪测量等海上测控技术特点,研究了高精度水下测量、海上低空目标测量等关键技术的解决方法,提出了"优化陆基测控、发展海基测控、构建空基测控、完善水下测量",循序渐进构建空海陆潜一体化测控系统发展途径。     

遥测跟踪系统增加电视使空间位置数据的精度达到雷达质量

通常不要求传统的遥测跟踪天线提供精确的空间位置数据。需要这类数据时,则使用昂贵的雷达或光学设备。目前这样一种飞行试验日益增多,即在没有雷达或光学设备的地区试验,在接收遥测数据的同时还需要精密的空间数据。为了满足这种要求,EMP公司利用现成技术改进了遥测跟踪天线角度输出数据的精度,使其达到精密雷达的水平。瞄准电视摄象机和电视跟踪误差探测器,配合EMP的ACU-6型微处理机天线控制装置,即可自动测量和存贮遥测跟踪系统固有的所有系统偏倚误差。所得到的误差模型用来实时修正各项误差参数。电视跟踪实时提供动态跟踪误差修正量。利用瞄准电视和恒星目标作校准,将动态角度数据误差减小到小于10角秒(均方根值~#)的设计指标看来是完全可能的。     

激光自动跟踪技术的应用及其发展前景

本文首先简要介绍了国外激光自动跟踪技术在靶场测量中的应用情况,接着介绍了我国第一台应用于靶场测量的激光自动跟踪系统的工作原理,并给出了该系统的静态、动态精度的检验结果。最后,探讨了激光自动跟踪技术在我国靶场测量的应用前景。     

再入返回飞行试验深空网干涉测量应用分析

鉴于我国深空测控网的深空干涉测量系统在探月三期再入返回飞行试验中首次正式执行任务,北京深空干涉测量中心组织佳木斯、喀什深空站对再入返回飞行试验器进行了高精度干涉测量。针对深空站天线无法短时交替观测射电源,从而无法进行干涉测量系统差标校的问题,利用基于稀疏标校数据平滑内插、高精度钟差建模、环境参数时延补偿的数据综合处理策略,实现了干涉测量系统差高精度标校。利用飞行试验器VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)信标下行信号进行干涉测量获取时延观测量,用于飞行试验器联合定轨。联合定轨残差结果表明,深空网干涉测量时延测量精度在1ns水平,对应约100nrad测角精度,可以为飞行试验器精密定轨提供高精度测量数据支持。     

电磁目标动态特性测量站数据采集及数据处理系统

电磁目标特性动态测量站数据及处理系统主要用于测量站的数据采集及处理，本文对其组成，特点和工作原理作了较为详细的介绍，该系统具有较强通用性，可作为通用采集，处理设备使用。     

《飞行器测控技术》1985年总目录

浦控总体远站跟踪转换方程的推导速度状态参数的最优观测几何试验靶场的GPS转发信号跟踪系统方案利用转发的GPS信号测定弹道 无线电外测一种经济效益很高的校准无线电外测系统的方法—卫星校准法用跟踪卫星的方法对陆上脉冲雷达进行自校准阿里安运载火箭飞行试验用的C波段雷达的卫星校准用GEOS一3卫星校准C波段雷达的研究C波段雷达校准及其在GEOS一I计划中的应用无线电外弹道测量系统校准卫星文献目录双向相干通信系统中的信道误差美国陆军白沙导弹靶场动目标分辨技术的开发模糊距离研究报告用距离游标法提高外测能力白沙导弹靶场的…     

远站跟踪转换方程的推导

托诺帕试验靶场需要一种可以用小型计算机在很短时间完成跟踪数据精确视差修正的方法。本文推导了一种球面变换方程,用于地球表面上的一定范围内时,可以给出非常精确的结果。在16位小型计算机上,计算速度很快,因为它不需要浮点计算,并且几乎不需要双倍字长处理。结果表明,计算的目标位置与用地心变换公式计算的位置相比较,精确度在一荚尺以内。