一种改进的三坐标雷达测高方法
2014-03-12刘玉杰刁丹丹张涛陈新峰
刘玉杰 刁丹丹 张涛 陈新峰
摘 要： 针对三坐标雷达双波束测高精度低及高度突跳问题，提出四波束测高方法，该方法在满足信号处理能力的情况下，采用四波束测量，利用回波幅度较大的两个波束进行仰角测量。用雷达设备进行实际测飞实验，测飞结果表明，该方法可以有效地提高测高精度，改善高度突跳现象。
关键词： 三坐标雷达； 比幅测高； 高度突跳； 测高精度
中图分类号： TN958.8?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相对于两坐标雷达而言，三坐标雷达能同时获得目标方位、距离、仰角等三维坐标参数，对目标的定位更加准确，能够同时发现、录取、跟踪多批目标，因而受到世界各国的高度重视。测高精度是三坐标雷达的重要战术指标之一，目标高度信息的精确与否直接影响到防空作战指挥系统所采取的火力引导。比幅测高技术[1?5]，尤其是双波束比幅测高技术在当前三坐标雷达系统中被广泛采用。在雷达对低空目标进行探测时，如果双波束的一个波束回波幅度误差大，将会造成目标高度数据突变，严重影响测高精度。针对此问题，文献[6]对高度突跳问题进行了研究，本文提出了一种四波束测高的方法，若接收到目标回波的波束大于两个，则取目标回波数据幅度较大的两个波束进行比幅测高，幅度比值通过三角公式法进行测角。应用该方法进行实际测飞实验，校正系统误差[7]后，实验结果表明，该方法提高了测高精度，改善了目标高度数据突变问题。
1 测高原理
2 本文方法
双波束比幅测高技术如图2所示，采用高波束1和低波束2，在目标探测过程中，波束1，2顺序扫过目标，产生目标回波。若目标在当前帧可能处于高低波束的中心位置，而在下一帧，如果低波束2被高山等因素遮挡，而目标处于高波束1的上半沿，则低波束未接收到目标回波，高波束接收到目标回波。则雷达测得的目标仰角也就发生变化，有可能出现高度突跳等现象。
针对上述问题，本文提出了四波束测高的方法，如图3所示。在满足信号处理处理能力的情况下，采用四波束测角，若接收到目标回波的波束大于两个，则取回波幅度较大的两个波束运用三角公式法测角。采用该方法的优点是由于采用最强的两个目标回波波束进行比幅测角，则测角精度较高，也可改善高度突跳现象。
3 实验结果
采用本文测高方法进行实验，实验中采用雷达设备对无人机飞行高度进行测试。无人机实际飞行高度采用GPS和光电经纬仪联合测高作为标准高度数据，采用本文测高方法进行无人机飞行高度测量，测量结果如图4所示。
由图4可见，采用本文方法测高，高度变化较为缓和，高度突变现象较少，而双波束方法测高，存在严重的高度突变现象。通过计算，本文方法测高相对均方根误差为25.7 m，双波束方法测高相对均方根误差为71.3 m，因此，采用本文方法可以提高测高精度。
4 结 论
本文详细介绍了三坐标雷达测高原理，推导了利用三角公式法进行角度计算，为了改进测高精度，本文提出了四波束测高方法。实验结果表明，该方法能够有效提高测高精度，改善高度突变现象。
参考文献
[1] 杜永强，黄鹤.双波束比幅测高向系统性能分析[J].雷达与对抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高机动三坐标雷达比幅测高误差分析及修正[J].现代雷达，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅测向技术[J].电子对抗技术，1995（6）：1?8.
[4] 翟庆伟，王玉，宫兵.波束比幅测向技术研究[J].无线电通信技术，2007，33（6）：55?56.
[5] 杨春海.比幅测高误差的自动补偿[J].现代电子，2002（2）：6?9.
[6] 林晓斌，张承志，王宝，等.三坐标雷达目标高度突跳问题研究[J].现代电子技术，2013，36（11）：22?24.
[7] 郦能敬.对空情报雷达测量精度分析[J].雷达科学与技术，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王伟，等.雷达技术与系统[M].北京：电子工业出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷达手册[M].2版.北京：电子工业出版社，2003.
[10] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.
摘 要： 针对三坐标雷达双波束测高精度低及高度突跳问题，提出四波束测高方法，该方法在满足信号处理能力的情况下，采用四波束测量，利用回波幅度较大的两个波束进行仰角测量。用雷达设备进行实际测飞实验，测飞结果表明，该方法可以有效地提高测高精度，改善高度突跳现象。
关键词： 三坐标雷达； 比幅测高； 高度突跳； 测高精度
中图分类号： TN958.8?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相对于两坐标雷达而言，三坐标雷达能同时获得目标方位、距离、仰角等三维坐标参数，对目标的定位更加准确，能够同时发现、录取、跟踪多批目标，因而受到世界各国的高度重视。测高精度是三坐标雷达的重要战术指标之一，目标高度信息的精确与否直接影响到防空作战指挥系统所采取的火力引导。比幅测高技术[1?5]，尤其是双波束比幅测高技术在当前三坐标雷达系统中被广泛采用。在雷达对低空目标进行探测时，如果双波束的一个波束回波幅度误差大，将会造成目标高度数据突变，严重影响测高精度。针对此问题，文献[6]对高度突跳问题进行了研究，本文提出了一种四波束测高的方法，若接收到目标回波的波束大于两个，则取目标回波数据幅度较大的两个波束进行比幅测高，幅度比值通过三角公式法进行测角。应用该方法进行实际测飞实验，校正系统误差[7]后，实验结果表明，该方法提高了测高精度，改善了目标高度数据突变问题。
1 测高原理
2 本文方法
双波束比幅测高技术如图2所示，采用高波束1和低波束2，在目标探测过程中，波束1，2顺序扫过目标，产生目标回波。若目标在当前帧可能处于高低波束的中心位置，而在下一帧，如果低波束2被高山等因素遮挡，而目标处于高波束1的上半沿，则低波束未接收到目标回波，高波束接收到目标回波。则雷达测得的目标仰角也就发生变化，有可能出现高度突跳等现象。
针对上述问题，本文提出了四波束测高的方法，如图3所示。在满足信号处理处理能力的情况下，采用四波束测角，若接收到目标回波的波束大于两个，则取回波幅度较大的两个波束运用三角公式法测角。采用该方法的优点是由于采用最强的两个目标回波波束进行比幅测角，则测角精度较高，也可改善高度突跳现象。
3 实验结果
采用本文测高方法进行实验，实验中采用雷达设备对无人机飞行高度进行测试。无人机实际飞行高度采用GPS和光电经纬仪联合测高作为标准高度数据，采用本文测高方法进行无人机飞行高度测量，测量结果如图4所示。
由图4可见，采用本文方法测高，高度变化较为缓和，高度突变现象较少，而双波束方法测高，存在严重的高度突变现象。通过计算，本文方法测高相对均方根误差为25.7 m，双波束方法测高相对均方根误差为71.3 m，因此，采用本文方法可以提高测高精度。
4 结 论
本文详细介绍了三坐标雷达测高原理，推导了利用三角公式法进行角度计算，为了改进测高精度，本文提出了四波束测高方法。实验结果表明，该方法能够有效提高测高精度，改善高度突变现象。
参考文献
[1] 杜永强，黄鹤.双波束比幅测高向系统性能分析[J].雷达与对抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高机动三坐标雷达比幅测高误差分析及修正[J].现代雷达，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅测向技术[J].电子对抗技术，1995（6）：1?8.
[4] 翟庆伟，王玉，宫兵.波束比幅测向技术研究[J].无线电通信技术，2007，33（6）：55?56.
[5] 杨春海.比幅测高误差的自动补偿[J].现代电子，2002（2）：6?9.
[6] 林晓斌，张承志，王宝，等.三坐标雷达目标高度突跳问题研究[J].现代电子技术，2013，36（11）：22?24.
[7] 郦能敬.对空情报雷达测量精度分析[J].雷达科学与技术，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王伟，等.雷达技术与系统[M].北京：电子工业出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷达手册[M].2版.北京：电子工业出版社，2003.
[10] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.
摘 要： 针对三坐标雷达双波束测高精度低及高度突跳问题，提出四波束测高方法，该方法在满足信号处理能力的情况下，采用四波束测量，利用回波幅度较大的两个波束进行仰角测量。用雷达设备进行实际测飞实验，测飞结果表明，该方法可以有效地提高测高精度，改善高度突跳现象。
关键词： 三坐标雷达； 比幅测高； 高度突跳； 测高精度
中图分类号： TN958.8?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）05?0016?02
0 引 言
相对于两坐标雷达而言，三坐标雷达能同时获得目标方位、距离、仰角等三维坐标参数，对目标的定位更加准确，能够同时发现、录取、跟踪多批目标，因而受到世界各国的高度重视。测高精度是三坐标雷达的重要战术指标之一，目标高度信息的精确与否直接影响到防空作战指挥系统所采取的火力引导。比幅测高技术[1?5]，尤其是双波束比幅测高技术在当前三坐标雷达系统中被广泛采用。在雷达对低空目标进行探测时，如果双波束的一个波束回波幅度误差大，将会造成目标高度数据突变，严重影响测高精度。针对此问题，文献[6]对高度突跳问题进行了研究，本文提出了一种四波束测高的方法，若接收到目标回波的波束大于两个，则取目标回波数据幅度较大的两个波束进行比幅测高，幅度比值通过三角公式法进行测角。应用该方法进行实际测飞实验，校正系统误差[7]后，实验结果表明，该方法提高了测高精度，改善了目标高度数据突变问题。
1 测高原理
2 本文方法
双波束比幅测高技术如图2所示，采用高波束1和低波束2，在目标探测过程中，波束1，2顺序扫过目标，产生目标回波。若目标在当前帧可能处于高低波束的中心位置，而在下一帧，如果低波束2被高山等因素遮挡，而目标处于高波束1的上半沿，则低波束未接收到目标回波，高波束接收到目标回波。则雷达测得的目标仰角也就发生变化，有可能出现高度突跳等现象。
针对上述问题，本文提出了四波束测高的方法，如图3所示。在满足信号处理处理能力的情况下，采用四波束测角，若接收到目标回波的波束大于两个，则取回波幅度较大的两个波束运用三角公式法测角。采用该方法的优点是由于采用最强的两个目标回波波束进行比幅测角，则测角精度较高，也可改善高度突跳现象。
3 实验结果
采用本文测高方法进行实验，实验中采用雷达设备对无人机飞行高度进行测试。无人机实际飞行高度采用GPS和光电经纬仪联合测高作为标准高度数据，采用本文测高方法进行无人机飞行高度测量，测量结果如图4所示。
由图4可见，采用本文方法测高，高度变化较为缓和，高度突变现象较少，而双波束方法测高，存在严重的高度突变现象。通过计算，本文方法测高相对均方根误差为25.7 m，双波束方法测高相对均方根误差为71.3 m，因此，采用本文方法可以提高测高精度。
4 结 论
本文详细介绍了三坐标雷达测高原理，推导了利用三角公式法进行角度计算，为了改进测高精度，本文提出了四波束测高方法。实验结果表明，该方法能够有效提高测高精度，改善高度突变现象。
参考文献
[1] 杜永强，黄鹤.双波束比幅测高向系统性能分析[J].雷达与对抗，1998（3）：6?10.
[2] 邵余峰.高机动三坐标雷达比幅测高误差分析及修正[J].现代雷达，2007，29（4）：79?81.
[3] 崔炳福.隔波束比幅测向技术[J].电子对抗技术，1995（6）：1?8.
[4] 翟庆伟，王玉，宫兵.波束比幅测向技术研究[J].无线电通信技术，2007，33（6）：55?56.
[5] 杨春海.比幅测高误差的自动补偿[J].现代电子，2002（2）：6?9.
[6] 林晓斌，张承志，王宝，等.三坐标雷达目标高度突跳问题研究[J].现代电子技术，2013，36（11）：22?24.
[7] 郦能敬.对空情报雷达测量精度分析[J].雷达科学与技术，2005，3（1）：1?10.
[8] 王雪松，李盾，王伟，等.雷达技术与系统[M].北京：电子工业出版社，2009.
[9] SKOLNIK M L.雷达手册[M].2版.北京：电子工业出版社，2003.
[10] 丁鹭飞，耿富录.雷达原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.
