C波段雷达校准及其在GEOS-Ⅱ计划中的应用

一、绪言本报告是六份GEOS-ⅡC波段雷达系统计划最终报告之一,它详述了如何将C波段测量用于GEOS-Ⅱ的计划之中。这份材料包括了雷达操作的各个方面,其中有: 1)本计划前的规划 (a)雷达误差源的识别 (b)误差大小的预测 2)跟踪操作标准要求的研究 (a)进行事前与事后校准,将系统误差减至最小。 3)在分析跟踪数据的基础上修订原操作要求。 4)对专门的卫星跟踪试验进行研究与分析。 5)与GEOS有关的雷达研究计划。     

阿里安运载火箭飞行试验用的C波段雷达的卫星校准

在欧洲阿里安运载火箭试射以前,法国国家航天研究中心对设置在法属圭亚那库鲁发射场和巴西纳塔尔站的雷达组织了一次校准会战。本文首先介绍校准用的设备并说明选择这些设备的理由。我们用了以下设备: (1)美国GEOS-3卫星上的三个有关设备;C波段雷达应答机、激光反射器、供多普勒测量用的162-324兆赫发射机; (2)设在库鲁、纳塔尔和图卢兹的多普勒接收机; (3)美国的激光测量结果; (4)法国国家航天研究中心的计算设施(图卢兹和库鲁的计算中心)。其次介绍一下在初校、设备同步和操作协调等阶段所遇到的各种问题。接着介绍所做的处理工作: ——用多普勒测量值求得质量好的当地轨道根数集; ——将此轨道同激光测量值进行比较; ——鉴定各种雷达误差模型(垂直度、正交度、对准度、偏倚……); ——在同一处理过程中分离出雷达模型和轨道根数; ——进行自校准文章的最后部分介绍了处理的结果和这次校准会战的经验教训。所达到的鉴定精度为:对误差模型的参数来说为10-20微弧度,距离为几米,角度约几微弧度(此为最后处理所得的精度)。主要的经验教训有: ——做好校准会战的准备工作——做好设备的同步——选择一种好的雷达参数和轨道根数的处理方法(求解法) ——建议用精度较低但便于实现的简便的自校准方法。     

GEOS-3相参C波段跟踪数据的处理和分析

一、引言 1975年4月10日号发射的GEOS-3号卫星是第一个载有相参C波段应答机的轨道飞行器。GEOS序列中前面的卫星都装载非相参C波段应答机,这种应答机不适合于双程多卜勒距离变化率测量。用于GEOS-3任务的现有C波段雷达中,大约三分之一的雷达具有相参工作的能力,即雷达备有相参信号处理器(CSP)或者速度信息提取分系统(VESS)。这些分系统能输出目标距离变化率(沿斜距矢量方向)的数字量。这种测量分系统做成Ⅱ型伺服系统(其模型项为R和R),由正比于回波信号频率相对于本振频率偏移的误差信号来驱动,并备有相应的消除谐波模糊的措施。     

《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…     

用新的雷达校准和性能监视方法改善飞行试验的数据

性能更高的现代武器系统的飞行试验,要求靶场提供更加精确而一致的测量数据。外测系统测量导弹的位置和速度,是一种独立的外部数据源,用以鉴定武器系统符合设计指标的程度。虽然新的测量系统(例如GPS全球定位系统)提供弹道数据的作用在日益增加,但在最近一段时间,跟踪雷达和光测系统仍将是主要的数据源。按目前西部导弹卫星试验中心(以下简称西试验中心)所用的方法,测定雷达系统的误差并予以修正,是可以改善雷达的数据的。在测定雷达系统的误差和监视C波段雷达总性能方面,GEOS-3和安排在1984年发射的GEOSAT这类卫星起着重要的作用。利用GEOS卫星已经发现了许多问题,如果不予解决,将会大大降低保障导弹和飞机试验用的雷达数据的质量。     

用测地卫星鉴定测量船C波段雷达和测定船位

一、前言 GEOS-B C波段系统计划的附带任务之一是研究利用测地卫星来鉴定船载测量设备和确定海上船位的可能性。这次任务的目的是确定:船载雷达与陆基设备一起跟踪是否能以足够的精度鉴定船载C波段雷达和测定船位。研究中使用了几艘阿波罗测量船特别是NASA先锋号测量船获得的数据。在卡纳维拉尔港和巴哈马水声阵区利用先锋号测量船进行了一系列的试验。这篇资料主要介绍利用这些试验所得数据进行初步研究的结果。假若这种处理技术证明是可行的,雷达数据质量良好,则船载雷达的跟踪在大地测量和     

首都机场气象探测新设备：C波段全相干气象多普勒雷达

一、简介第三批日元贷款民航气象系统项目(JIIJ936001—0619)北京民航气象中心引进的多普勒气象雷达于1996年3月18日通过现场验收,正式投入了业务使用,为飞行人员、航行管制人员,特别是为气象预报员预报灾害性天气提供了有力的探测手段。这部雷达是由美国KAVOURAS公司生产的TDR—3600HP型C波段速调管全相干气象多普勒雷达,是采用了许多美国军用技术和固态电子技术发展起来的新一代大功率雷达。设计上具有许多独到之处,它不但具有X波段雷达的分辨率,又有S波段雷达的穿透力,兼顾了10公分雷达和3公分雷达的长处,力求远处能看得到,     

关于用近地卫星校准无线电外测设备的数据分析研究

1957年,东靶场首先提出了用近地卫星来校准导弹无线电外测系统的设想。这种方法的主要优点来自下述两个方面:①合作卫星处于自由下落状态,因此具有“平滑”的可预测的轨道;②卫星处于足够的高度,可由许多站进行重迭跟踪。1964年中期,这一计划终于作为一项专款项目来实施。在制定这一计划时,必须详细研究一下东靶场准备用于C波段和连续波雷达的飞行试验事后分析和处理的方法。第一步工作是作出完整的系统模型并尽量找出重要的误差源。找出了11种可能的误差源。对每一误差源开展了具体研究。有些作了深入的研究,有些仅仅浏览了有关文献,选择了校准工作所用的最理想的模型或方法。东靶场主要在下列几方面作了工作:①外测设备测量值及其误差的特性鉴定;②数据压缩和选择;③计算机程序鉴定;④卫星数据最佳区间的选择;⑤站址大地测量。最后将各项研究汇总起来形成初步处理校准卫星数据指导思想的雏型。本文扼要介绍这些研究结果以及初步处理校准卫星数据所得的某些结果。     

一种测定精密惯性制导系统性能的方法

本文介绍一种先进的方法,即采用一套附加的惯性测量装置(以下用IMU表示)——高级惯性参考球(AIRS)来提供高质量速度数据,用以测定民兵导弹惯性制导系统的性能。文章简要介绍了先前用陆上雷达的外测数据来鉴定民兵制导系统的方法,并闸述了双套IMU方案的演变。文章介绍了方案、校准方法、所需的弹上和地面保障设备以及分析方法;还讨论了随后进行的火箭橇试验计划,在这里可以基本不经改动即能使用弹上设备和地面保障设备。     

星基ADS与雷达误差校准算法的研究

基于星基自动相关监视(ADS)系统和雷达各自的特点,分析了空中交通管制中ADS与雷达数据融合的模型,提出了在传统的地心地固(ECEF)坐标系中星基ADS和雷达系统误差校准的算法。同时,针对ADS数据的特性,又进一步提出了在Geodetic坐标系和以雷达站为极点的极坐标系(以下简称雷达站极坐标系)中的系统误差校准算法。最后,对校准效果进行了仿真分析和比较,并介绍了一种有效应用上述算法的方法。     

飞行试验鉴定用的测量、控制和估计的新方法

现代导弹武器系统飞行试验鉴定中所用的制导系统的精度不断提高,促使西部导弹航天试验中心关心和要求采用新的测量、控制和精度估计方案。由于采用了在相位(即距离)域采集和处理雷达多卜勒测量值的方法,外测精度和估计精度比起传统的在频率(即距离变化率)域进行测量有了很大的提高。这种多卜勒技术已经用到了C波段雷达上,但也可以应用到其它系统,尤其是GPS系统。通过应用测量噪声去相关方法,消除了控制和估计功能间的相互影响,从而实现了每一种功能的各自独立优化。采用了在数字计算中具有极好数值特性的平方根估计算法,确保了充分发挥愈益精确的测量设备和制导系统的潜力。这里所介绍的已在西试验中心得到了检验的方法,预期在未来的试验鉴定工作中将发挥重大的作用。     

弹道最佳估计技术在跟踪测量系统校准与鉴定中的作用

本文简述了“弹道的最佳估计(BET)”的渊源,通过下列系统自校准典型事例,说明BET在外弹道测量系统校准与鉴定中所起的重要作用。(1)基于EMBET与GLAD设计并验收了GLOTRAC系统;(2)在验收MISTRAM系统时,用GLAD常偏模型解决了零值偏差及其主、被动跟踪时的频率偏差;(3)按BET作MISTRAM和GLOTRAC系统临时校准与鉴定的STAFF飞行试验;(4)以ANNAIB为开端的测地与校准卫星,用NITE程序改进东靶场远方站站址坐标;(5)完全按BET方法建立所谓统一连续波系统。文后较详细地列出了有关参考文献。     

用跟踪卫星的方法对陆上脉冲雷达进行自校准

本文介绍东靶场所用的雷达校准方法——只需用单台雷达本身对两次连续通过的卫星进行被动跟踪,结合理论运动方程、已知的物理常数和有关的计算机程序便可,而不需要别的跟踪数据和外部计算的星历表。在例行校准中,零位偏倚和不水平度的估计精度可达6米(距离)和0.03毫弧度(角度)。在良好的条件下,可按同样的精度测定另外5个雷达误差模型系数。文中介绍了东靶场雷达的现有精度。     

游标测距数据在导弹事后精度鉴定中的应用

Rockwell公司为奥基丹(Ogden)空军后勤中心对选定的民兵导弹试验飞行进行了精度鉴定。其中一部份工作是对“制导-雷达”斜距比对进行回归分析。一般有六或七部雷达跟踪装有C波段相干应答机的被动段飞行器(PBV)。这些雷达中有几部还能测得距离变化率数据。最近的民兵Ⅲ试验飞行中,Rockwell可以得到联邦电子公司录取的实验性距离游标器磁带。该磁带只记录了一个站的数据,在事后鉴定中与标准的雷达磁带联合使用。本报告以实例叙述了采用游标测距数据的作用。     

在缺少精确参考基准的条件下两部性能相同雷达的验收

如果缺少由经伟仪提供的用来鉴定单台雷达精度的精确参考基准,那么就可以用具有相似性能的第二部雷达系统和第一部雷达系统一起来相互鉴定各自的精度。校准到瞄准轴线的任何一部雷达都可以证明存在一定的偏差,尽管其测量结果的重复性可能表明其精度是良好的;但是,由这种偏差所产生的误差还可能严重地影响到雷达的测量精度。本文介绍了在没有精确参考基准的情况下两部雷达验收试验中所使用的设备及验收方法。文中说明了雷达的校验步骤以及几次气球放飞校准测量的结果,分析了包括基于同一坐标系中的两部雷达测量结果之差的均方根值而进行了跟踪精度估算。     

任意曲线、流面座标系中超音速三维流的一般特徵关系式

在参考文献[1]中推导出了流面座标系中的特征方程及沿双特征线的物理量变化关系式,但在该文中只求得在ξ~3=C~3和ξ~2=C~2流面内沿四条双特征线的物理量变化关系式。没有求得沿非流面内双特征线的变化关系式。本文推导得任意曲线座标系内的特征方程及沿任何一条双特征线的物理量变化关系式,并也推导得流面座标系内沿任何一条双特征线(可以是在非流面内)物理量变化关系式。所求得的结果如退化为笛卡尔座标系与参考文献[2]中的结果完全一致。     

用高阶信号处理方法处理UWB雷达数据提取目标材料特性

本文介绍了用两种高阶信号处理方法处理UHF波段(300～900MHz)超宽带(UWB)雷达数据(在专门设计的收发分置的测试场内收集的UWB雷达数据)所得到的初步结果。我们用四种类型的UWB信号来测试金属板(参照物)和五种不同的有金属材片的雷达波吸收材料的商品样品(RAM)以及5种普通材料(散射)样品。该项研究的目的是评估我们的几种UWB信号形式和相关的信号处理方法可靠提取不同目标材料的雷达散射特性的潜力。 该项研究用的是伪随机UWB雷达波形,用两种HOSP(高阶信号处理方法)分析收集的数据:(1)双谱分析法;(2)核函数分析法。雷达的问题作为一个“黑盒子系统识别”,这样就可以把得到的结果作为系统/目标识别器,并可以在这个新领域中用HOSP方法。必须说明在有噪声的情况下这些方法很稳健,所以应用于低S/N工作条件下的雷达可能会显示出巨大的优越性。 初步分析结果表明,这种雷达技术和处理方法是可行的,并且利用这种方法描述目标/材料特性是很有希望的。我们预计用这种方法提取目标几何形状(外型、尺寸等)和结构信息方面会卓有成效。     

航天飞机的通信和测控系统

航天飞机轨道器的射频系统和数据业务包括以下内容:一台S波段相位调制(PM)发射/接收机、一台Ku波段发射/接收机、两台独立的S波段调频(FM)发射机,一台S波段载荷询问发射/接收机以及一台Ku波段交会雷达。另外,轨道器通信设备和数据系统还包括:一个计算机系统(作为载荷和射频系统之间接口的专用处理器)以及电视和磁带记录系统。地面保障系统包括地面航天跟踪和数据网(STDN)、航天指控中心(MCC)和载荷操作控制中心(POCC)。轨道器处于再入飞行轨道时,用五台雷达进行跟踪,用国内通信卫星将NASA跟踪系统连接起来。建立的话音通信系统可同时提供两条独立的双向话路,“测站会议和监视装置”可以在遍布世界的370个话音终端之间完成交换任务。航天飞机要经过四次飞行试验,进行约1100项实验。试验结束后,航天飞机将进入实用阶段:为付款的用户把卫星和其它设备送入太空。     

非定常旋翼升力面气动方法之改进

参考文献[1](20)式得出了旋翼非定常可压缩时二重奇性积分方程(符号与[1]相同者不再说明):     

Kp波段环行器在海军某型警戒雷达上的应用及其分析

分析了在收发电路中采用放电管所带来的问题,针对海军某型警戒雷达提出了用KP波段环行器对收发电路进行改造的方法并进行了技术改造,介绍了系统的运行及测试结果.