一種改進的三坐標雷達測高方法
2014-03-12 17:56:33劉玉杰刁丹丹張濤陳新峰
現代電子技術 2014年5期
劉玉杰 刁丹丹 張濤 陳新峰
摘 要： 針對三坐標雷達雙波束測高精度低及高度突跳問題，提出四波束測高方法，該方法在滿足信號處理能力的情況下，采用四波束測量，利用回波幅度較大的兩個波束進行仰角測量。用雷達設備進行實際測飛實驗，測飛結果表明，該方法可以有效地提高測高精度，改善高度突跳現象。
關鍵詞： 三坐標雷達； 比幅測高； 高度突跳； 測高精度
中圖分類號： TN958.8?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相對于兩坐標雷達而言，三坐標雷達能同時獲得目標方位、距離、仰角等三維坐標參數，對目標的定位更加準確，能夠同時發現、錄取、跟蹤多批目標，因而受到世界各國的高度重視。測高精度是三坐標雷達的重要戰術指標之一，目標高度信息的精確與否直接影響到防空作戰指揮系統所采取的火力引導。比幅測高技術[1?5]，尤其是雙波束比幅測高技術在當前三坐標雷達系統中被廣泛采用。在雷達對低空目標進行探測時，如果雙波束的一個波束回波幅度誤差大，將會造成目標高度數據突變，嚴重影響測高精度。針對此問題，文獻[6]對高度突跳問題進行了研究，本文提出了一種四波束測高的方法，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取目標回波數據幅度較大的兩個波束進行比幅測高，幅度比值通過三角公式法進行測角。應用該方法進行實際測飛實驗，校正系統誤差[7]后，實驗結果表明，該方法提高了測高精度，改善了目標高度數據突變問題。
1 測高原理
2 本文方法
雙波束比幅測高技術如圖2所示，采用高波束1和低波束2，在目標探測過程中，波束1，2順序掃過目標，產生目標回波。若目標在當前幀可能處于高低波束的中心位置，而在下一幀，如果低波束2被高山等因素遮擋，而目標處于高波束1的上半沿，則低波束未接收到目標回波，高波束接收到目標回波。則雷達測得的目標仰角也就發生變化，有可能出現高度突跳等現象。
針對上述問題，本文提出了四波束測高的方法，如圖3所示。在滿足信號處理處理能力的情況下，采用四波束測角，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取回波幅度較大的兩個波束運用三角公式法測角。采用該方法的優點是由于采用最強的兩個目標回波波束進行比幅測角，則測角精度較高，也可改善高度突跳現象。
3 實驗結果
采用本文測高方法進行實驗，實驗中采用雷達設備對無人機飛行高度進行測試。無人機實際飛行高度采用GPS和光電經緯儀聯合測高作為標準高度數據，采用本文測高方法進行無人機飛行高度測量，測量結果如圖4所示。
由圖4可見，采用本文方法測高，高度變化較為緩和，高度突變現象較少，而雙波束方法測高，存在嚴重的高度突變現象。通過計算，本文方法測高相對均方根誤差為25.7 m，雙波束方法測高相對均方根誤差為71.3 m，因此，采用本文方法可以提高測高精度。
4 結 論
本文詳細介紹了三坐標雷達測高原理，推導了利用三角公式法進行角度計算，為了改進測高精度，本文提出了四波束測高方法。實驗結果表明，該方法能夠有效提高測高精度，改善高度突變現象。
參考文獻
[1] 杜永強，黃鶴.雙波束比幅測高向系統性能分析[J].雷達與對抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高機動三坐標雷達比幅測高誤差分析及修正[J].現代雷達，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅測向技術[J].電子對抗技術，1995（6）：1?8.
[4] 翟慶偉，王玉，宮兵.波束比幅測向技術研究[J].無線電通信技術，2007，33（6）：55?56.
[5] 楊春海.比幅測高誤差的自動補償[J].現代電子，2002（2）：6?9.
[6] 林曉斌，張承志，王寶，等.三坐標雷達目標高度突跳問題研究[J].現代電子技術，2013，36（11）：22?24.
[7] 酈能敬.對空情報雷達測量精度分析[J].雷達科學與技術，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王偉，等.雷達技術與系統[M].北京：電子工業出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷達手冊[M].2版.北京：電子工業出版社，2003.
[10] 丁鷺飛，耿富錄.雷達原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.
摘 要： 針對三坐標雷達雙波束測高精度低及高度突跳問題，提出四波束測高方法，該方法在滿足信號處理能力的情況下，采用四波束測量，利用回波幅度較大的兩個波束進行仰角測量。用雷達設備進行實際測飛實驗，測飛結果表明，該方法可以有效地提高測高精度，改善高度突跳現象。
關鍵詞： 三坐標雷達； 比幅測高； 高度突跳； 測高精度
中圖分類號： TN958.8?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相對于兩坐標雷達而言，三坐標雷達能同時獲得目標方位、距離、仰角等三維坐標參數，對目標的定位更加準確，能夠同時發現、錄取、跟蹤多批目標，因而受到世界各國的高度重視。測高精度是三坐標雷達的重要戰術指標之一，目標高度信息的精確與否直接影響到防空作戰指揮系統所采取的火力引導。比幅測高技術[1?5]，尤其是雙波束比幅測高技術在當前三坐標雷達系統中被廣泛采用。在雷達對低空目標進行探測時，如果雙波束的一個波束回波幅度誤差大，將會造成目標高度數據突變，嚴重影響測高精度。針對此問題，文獻[6]對高度突跳問題進行了研究，本文提出了一種四波束測高的方法，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取目標回波數據幅度較大的兩個波束進行比幅測高，幅度比值通過三角公式法進行測角。應用該方法進行實際測飛實驗，校正系統誤差[7]后，實驗結果表明，該方法提高了測高精度，改善了目標高度數據突變問題。
1 測高原理
2 本文方法
雙波束比幅測高技術如圖2所示，采用高波束1和低波束2，在目標探測過程中，波束1，2順序掃過目標，產生目標回波。若目標在當前幀可能處于高低波束的中心位置，而在下一幀，如果低波束2被高山等因素遮擋，而目標處于高波束1的上半沿，則低波束未接收到目標回波，高波束接收到目標回波。則雷達測得的目標仰角也就發生變化，有可能出現高度突跳等現象。
針對上述問題，本文提出了四波束測高的方法，如圖3所示。在滿足信號處理處理能力的情況下，采用四波束測角，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取回波幅度較大的兩個波束運用三角公式法測角。采用該方法的優點是由于采用最強的兩個目標回波波束進行比幅測角，則測角精度較高，也可改善高度突跳現象。
3 實驗結果
采用本文測高方法進行實驗，實驗中采用雷達設備對無人機飛行高度進行測試。無人機實際飛行高度采用GPS和光電經緯儀聯合測高作為標準高度數據，采用本文測高方法進行無人機飛行高度測量，測量結果如圖4所示。
由圖4可見，采用本文方法測高，高度變化較為緩和，高度突變現象較少，而雙波束方法測高，存在嚴重的高度突變現象。通過計算，本文方法測高相對均方根誤差為25.7 m，雙波束方法測高相對均方根誤差為71.3 m，因此，采用本文方法可以提高測高精度。
4 結 論
本文詳細介紹了三坐標雷達測高原理，推導了利用三角公式法進行角度計算，為了改進測高精度，本文提出了四波束測高方法。實驗結果表明，該方法能夠有效提高測高精度，改善高度突變現象。
參考文獻
[1] 杜永強，黃鶴.雙波束比幅測高向系統性能分析[J].雷達與對抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高機動三坐標雷達比幅測高誤差分析及修正[J].現代雷達，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅測向技術[J].電子對抗技術，1995（6）：1?8.
[4] 翟慶偉，王玉，宮兵.波束比幅測向技術研究[J].無線電通信技術，2007，33（6）：55?56.
[5] 楊春海.比幅測高誤差的自動補償[J].現代電子，2002（2）：6?9.
[6] 林曉斌，張承志，王寶，等.三坐標雷達目標高度突跳問題研究[J].現代電子技術，2013，36（11）：22?24.
[7] 酈能敬.對空情報雷達測量精度分析[J].雷達科學與技術，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王偉，等.雷達技術與系統[M].北京：電子工業出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷達手冊[M].2版.北京：電子工業出版社，2003.
[10] 丁鷺飛，耿富錄.雷達原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.
摘 要： 針對三坐標雷達雙波束測高精度低及高度突跳問題，提出四波束測高方法，該方法在滿足信號處理能力的情況下，采用四波束測量，利用回波幅度較大的兩個波束進行仰角測量。用雷達設備進行實際測飛實驗，測飛結果表明，該方法可以有效地提高測高精度，改善高度突跳現象。
關鍵詞： 三坐標雷達； 比幅測高； 高度突跳； 測高精度
中圖分類號： TN958.8?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相對于兩坐標雷達而言，三坐標雷達能同時獲得目標方位、距離、仰角等三維坐標參數，對目標的定位更加準確，能夠同時發現、錄取、跟蹤多批目標，因而受到世界各國的高度重視。測高精度是三坐標雷達的重要戰術指標之一，目標高度信息的精確與否直接影響到防空作戰指揮系統所采取的火力引導。比幅測高技術[1?5]，尤其是雙波束比幅測高技術在當前三坐標雷達系統中被廣泛采用。在雷達對低空目標進行探測時，如果雙波束的一個波束回波幅度誤差大，將會造成目標高度數據突變，嚴重影響測高精度。針對此問題，文獻[6]對高度突跳問題進行了研究，本文提出了一種四波束測高的方法，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取目標回波數據幅度較大的兩個波束進行比幅測高，幅度比值通過三角公式法進行測角。應用該方法進行實際測飛實驗，校正系統誤差[7]后，實驗結果表明，該方法提高了測高精度，改善了目標高度數據突變問題。
1 測高原理
2 本文方法
雙波束比幅測高技術如圖2所示，采用高波束1和低波束2，在目標探測過程中，波束1，2順序掃過目標，產生目標回波。若目標在當前幀可能處于高低波束的中心位置，而在下一幀，如果低波束2被高山等因素遮擋，而目標處于高波束1的上半沿，則低波束未接收到目標回波，高波束接收到目標回波。則雷達測得的目標仰角也就發生變化，有可能出現高度突跳等現象。
針對上述問題，本文提出了四波束測高的方法，如圖3所示。在滿足信號處理處理能力的情況下，采用四波束測角，若接收到目標回波的波束大于兩個，則取回波幅度較大的兩個波束運用三角公式法測角。采用該方法的優點是由于采用最強的兩個目標回波波束進行比幅測角，則測角精度較高，也可改善高度突跳現象。
3 實驗結果
采用本文測高方法進行實驗，實驗中采用雷達設備對無人機飛行高度進行測試。無人機實際飛行高度采用GPS和光電經緯儀聯合測高作為標準高度數據，采用本文測高方法進行無人機飛行高度測量，測量結果如圖4所示。
由圖4可見，采用本文方法測高，高度變化較為緩和，高度突變現象較少，而雙波束方法測高，存在嚴重的高度突變現象。通過計算，本文方法測高相對均方根誤差為25.7 m，雙波束方法測高相對均方根誤差為71.3 m，因此，采用本文方法可以提高測高精度。
4 結 論
本文詳細介紹了三坐標雷達測高原理，推導了利用三角公式法進行角度計算，為了改進測高精度，本文提出了四波束測高方法。實驗結果表明，該方法能夠有效提高測高精度，改善高度突變現象。
參考文獻
[1] 杜永強，黃鶴.雙波束比幅測高向系統性能分析[J].雷達與對抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高機動三坐標雷達比幅測高誤差分析及修正[J].現代雷達，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅測向技術[J].電子對抗技術，1995（6）：1?8.
[4] 翟慶偉，王玉，宮兵.波束比幅測向技術研究[J].無線電通信技術，2007，33（6）：55?56.
[5] 楊春海.比幅測高誤差的自動補償[J].現代電子，2002（2）：6?9.
[6] 林曉斌，張承志，王寶，等.三坐標雷達目標高度突跳問題研究[J].現代電子技術，2013，36（11）：22?24.
[7] 酈能敬.對空情報雷達測量精度分析[J].雷達科學與技術，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王偉，等.雷達技術與系統[M].北京：電子工業出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷達手冊[M].2版.北京：電子工業出版社，2003.
[10] 丁鷺飛，耿富錄.雷達原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.
