一種天線座不水平的誤差數(shù)據(jù)處理方法

王光輝　梁先洪　張桂花

摘要：天線座不水平會影響測角精度。為了提高天線的跟蹤測量精度，該文通過對方位軸不鉛垂引起的測角誤差模型和傾斜角及所在方位角求取模型的研究，提出了一種天線座不水平修正模型，并通過模型仿真驗證其有效性。

關(guān)鍵詞：天線座；方位軸；修正方法

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）33-8038-04

Abstract： Not level antenna seat may affect the accuracy of measuring angle. In order to improve the tracking precision of the antenna， this paper researches the model of the not vertical azimuth axis causing measuring angle error， tilt angle and azimuth angle calculating. A correctional model of not level antenna is put forward， and verify its effectiveness through the model simulation.

Key words： antenna seat； azimuth axis； correctional model

天線對目標進行跟蹤測量時，主要的誤差來源之一是系統(tǒng)誤差，即一些在整個跟蹤過程中不變或按一定規(guī)律緩慢變化的誤差分量，如零值不準，天線座不水平，電軸偏離等等。為了提高天線的跟蹤測量精度，必須對這些系統(tǒng)誤差進行修正。

天線座未進行機械調(diào)平有下面幾種情況：

a） 在緊急任務(wù)中，留給機械調(diào)平的時間不夠充分，未來得及調(diào)平。

b） 機械調(diào)平后經(jīng)過長時間，天線座有小角度傾斜。

c） 操作人員熟練度不夠，未能充分機械調(diào)平。

為了確定天線座是否水平，通常我們會在天線座水平基準面上安裝高精度水平儀，并通過網(wǎng)絡(luò)或串口將傾斜數(shù)據(jù)傳送至操控臺供操作人員知悉。

為了能在天線座未進行機械調(diào)平的情況下提高雷達系統(tǒng)數(shù)據(jù)角精度，該文提出一種數(shù)據(jù)處理方法。該方法采用通用的方位軸不鉛直引起的測角誤差模型，并通過水平儀數(shù)據(jù)求取最大傾斜角及所在方位角，二者結(jié)合完成對天線座不水平的數(shù)據(jù)修正。

1 不水平誤差模型

1.1 方位軸不鉛垂引起的測角誤差模型

俯仰/方位座架系統(tǒng)的軸系包括方位軸、俯仰軸和天線的電軸。雷達的測角數(shù)據(jù)通常是按照方位軸和俯仰軸的的轉(zhuǎn)角通過軸位傳感器輸出的。如果天線座的方位軸鉛直、俯仰軸與方位軸垂直、電軸與俯仰軸垂直，方位軸和俯仰軸的轉(zhuǎn)角就能準確的反映目標的方位角和俯仰角。如果以水平面作為基準，則方位軸不垂直于水平面、俯仰軸不垂直于方位軸、電軸不垂直于俯仰軸及光電軸不平行，都會引入誤差，即軸系誤差。

假定方位軸與俯仰軸垂直、電軸與俯仰軸垂直，只是方位軸不鉛垂，在這種情況下，方位轉(zhuǎn)動時，俯仰軸在傾斜面上轉(zhuǎn)動。下面是建立方位軸不鉛垂引起的測角誤差模型的過程。

設(shè)方位軸實際位置與鉛垂線的傾斜角為γ，因此，俯仰軸的實際運動平面與水平面的夾角也是γ。

令X軸與兩平面的交線重合，以Y軸作為方位角的起始位置。

1） 俯仰角誤差ΔE2

當俯仰軸轉(zhuǎn)角為0°時，由于方位軸傾斜，電軸也在傾斜面上，電軸與水平面之夾角就是俯仰角誤差。電軸也在傾斜面上轉(zhuǎn)動，所以俯仰角誤差也是隨方位角變化的。

3 結(jié)束語

該文對方位軸不鉛垂引起的測角誤差模型和傾斜角及所在方位角求取模型進行了研究，提出了一種天線座不水平修正模型。此水平修正方法，具有良好的工程應(yīng)用價值，可供雷達設(shè)計師參考。

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