Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы (1994) (1151783), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Т записи на плен П ного пятна Х Ф х ке, по оси равна х а ш р „, ирина фокусирована, /х„, то сигнал сжимается в К, =Х,Фл/х„-' аз. ш, ~~~~М~) сть частотам ~ =~~~„-, по доплеровской чад п~ хк- Смещение отверстия диафрагмы на рис. 7.37 относительно точки с коодинатои $=0 позволяет не только избежать рпотоком Зо но и б лько из ежать засветки пленки П световым лько из ежать 2 что п и а Э избавиться от неоднозначности по по скорости. Дело в том, о при расположении максимума диаграмм д к- Рис. 7.41. Расположение луча РСА при облучении земной по- верхности значности вводят смещение по часто„ тоте на значение подставки Рп~ или спец„. альным гетеродином, или разворото„, диаграммы направленности антенн РСА на некоторый угол вперед по х ду ЛА.
В результате шкала частот сдвигается по оси 5, поэтому должно быть смещено и отверстие диафрагмь, на некоторое расстояние ~о. При проектировании с пленки П1 на П~ изображение иска- жается в поперечном направлении„поскольку при фокусиров ке его в наклонной плоскости проявляется зависимость г,= =~(Ро) =РоХКР(Х,~') '.
Это объясняется тем, что земная поверхность облучается под некоторым углом ~ (рис. 7.41) и, следовательно, пленка П2 также должна быть повернута на некоторый угол. Технически удобнее обе пленки располагать в параллельных плоскостях, а для коррекции изображения поставить горизонтально коническую линзу КЛ после пленки П1 (рис. 7.42).
Во избежание искажений в вертикальной пло- ско Рис. 7.43. Структурная схема устройства цифровой обработки сигналов РСА Структурная схема устройства цифровой обработки сигна лов РСА. С помощью АЦП (рис. 7.43) сигналы фазовых де текторов двух квадратурных каналов преобразуются в цифровой код и подаются в ОЗУ, состоящие из И+1 азимутальных каналов и и каналов дальности. Кодированные сигналы в каждый период повторения записываются в соответствующий азимутальный канал, имеющий п ячеек дальности (см. рис.
7.31). ° ° ° Гт„ йыюю~ аг УТ„ Йых Гт„ Л2 = У„соя (ср1+ ф) = У„, соя ср1 сов ф — У,„яп ср1 яп ф = =Х1соз ф — У1з1п ф У2 — — У,„з1п (ср1+ф) = К ып ср1 соя ф+Г„соя ср1 ып ф= „1 й ! = У1соз ф+Х1 з1п ф. У, соответствующие корреляционным интегралам квадра тур ных каналов. Выходной сигнал процессора представляет соб " о ои корень квадратный из суммы квадратов Х, и У,. Компенсирующий сдвиг фазы ср; (7.20) можно ввести, из менив ортогональные проекции вектора сигнала.
Это дости гается изменением составляющих сигнала в квадратурных ка налах. В самом деле, если нужно ввести фазовую поправку ф и вектор сигнала У1 имеет квадратурные составляющие Х,= =0 созц11 и У1 — — У яп~р1, то новый фазовый угол, очевидно, будет ср2=ср1+ф при этом квадратурные составляющие вычис ляются как Следовательно, алгоритм ввода компенсирующего сдвига фазы ср путем изменения ортогональных составляющих сигнала Х~ и У1 получается следующим: Х2 — Х1 соз ф У1 51п ф У2 — У1 соз ф+Х2 Б1п ф Т,а т тлщ ~ г~ ~ ~-~~,~ Рис.
7.44. Структура одного канала дальности фокусированной обработке информации в процессоре РСА Йых Рис. 7.45. Структурная схема одного квадратурного канала обработки на ПЗС ;зуется в аналоговом виде в процессоре на ПЗС (ППЗС) может заключаться в простом суммировании сигналов азиму тальных ячеек ОЗУ при нефокусированной обработке или в суммировании взвешенных сигналов квадратурных каналов при фокусированной. Управление устройством осуществляется тактовыми импульсами ТИ. С выхода процессора аналоговыи сигнал сразу может подаваться на индикатор для отображения информ ации. 7.4. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ пог шумам ующими При щих во -1ая пог аф„ его по авная ящего еле с том.
огре м и жени рость, ледя е. пог рядка о изме реши и 3 на дан- здей- рештем лоса ~Ъ ЛРз.с типа непо- Р 0,г 0Ф 0К 08 10 13 ~~и у 14 Рис. 7.46. Зависимость дисперсий погрешностей измерения информативно го параметра сигнала от полосы пропускания измерителя шн ость зменея объ- ускощем измери решности астатизма рителя, со где и — порядок дифференциального уравнения, опи- торов, Флуктуационная ность вызывается помехами, действ входе измерителя. ном уровне мешаю ствий флуктуацион1 ность измерителя меньше, чем уже пропускания ЛЕ„, р в измерителе след и 4Е,., в измерит средственным отсче Динамическая п является следствие ний параметров дви екта или цели (ско рение и т.
п.). В с погрешности а„(т. т. и.) зависит от по поляторе следящег теле характер динамической по скорости, по ускорению и т. При оптимальном экстра- держащем т= и+1 интегра- 7.4.1. ОБЩИЕ ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ -:.,'-,.'-.::.:- .',--::, сываюЩего изменение па маневрировании объекта значения о~ и о~ увеличиваются. Если выбрать ЬР„ оп применительно к изменениям Ю во время маневрирования объекта то в нормальных условиях погрешность о~ будет больше оптимальной из-за роста оф,. Адаптация к условиям движения объекта приводит к усложнению аппаратуры, увеличению ее стоимости и снижению надежности. Позтому общепризнанным методом повышения точности измерения считается комплек= сирование на основе бортовых ЭВМ радиотехнических измерителей с измери телями, основанными на нерадиотехнических методах, что позволяет снизить флуктуационную и другие составляющие погрешности (в том числе методи ческую) без увеличения динамической погрешности.
7.4.2. КОМПЛЕКСНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Комплексирование основано на введении избыточности из- мерительной системы для повышения ее точности и надежности, Избыточность означает, что в данной системе имеются несколько измерителей, определяющих один и тот же элемент ц~(~) Структурная схема простейшей комплексной системы. Та где Кф (1н) — комплексный коэффициент передачи фильтра, получаемый заме- ж+ю,+ 'ной р на ~в в выражении РГ ф для Кф (р) . Наименьшего значения флуктуационная Рис. 7.47.
Структурная схема комплексной системы погрешность достигает при минимуме подынтегрального выражения А (а) . Минимуму А (а) соответствует оптимальный коэффициент передачи фильтра 4 Кф опт (О) ~~1 (О) ~Ф1 (0~) +~2 (0~) 1 При .КФ=КФ„, флуктуационная погрешность определяется формулой ~(2 , ( а, С ) а Со) д фл т1п ( ) ) д (~)+ ~ (~) о (7 25) Р р р ны Ц' (коэффициент пропорциональности принят равным еди- .
д (о) или ~,( о). В частном случае, огда спектры ~ (в) и н 1!.Р,1. щ~~Г.Р тт.. 1Г, l.,: тд..., тэ~у.;.О..,, т ръ,гюзтът..т. и тт тт,,тт. тл..т, ...., ....'..',.....,...,....,,, ........,...,........,..., ......., ...,...., ..къ...,...,....,...,...., ...,...,...., .......,..., .......,....,........,....,, е'=.;-»;,::; кая система (рис. 7.47) основана на инвариантном относительно Й~' алгоритме обработки сигналов двух измерителей И1 и И2. Предполагается, что сигналы на выходах пропорциональ- Из (7.25) следует, что результирующая флуктуационная погрешность комплексной системы всегда меньше флуктуационной .пог ешности каждого изме ителя, оп еделяемой спектром (7.26): то (7.27) имеют узкополосных сглаживающих инерционных элементов Заметим, что отсутствие инерционных элементов обеспечивает минимум собственной динамической погрешности измерителей, а следовательно„и всей комплексной системы.
Из ис. 7.48 сле ляю их спек дует, что при перекрытии спектров 6~(а) и 6 (о) часть со 1 2 ть состав щ х спектра 62(а) проходит через фильтр Ф (62" (а)), что ~приводит к флуктуационной погрешности комплексной системы. сли выполняется условие К (Р) Н(Р) =1 ~(ц) — 'В (К) -~1+К(Р) 1-'И' (~)+ЯР) ~1+ +К(Р)~ И ш2(~). качеством или отсутствием принимаемого сигнала (например, сигнала ДИС при полете над морем или сигнала замкнутую схему компенсации.
В такой схеме фильтр Ф оцени- Значение флуктуационной погрешности оф 1„соответствующее (7 25) можно получить, включив на выходе радиотехнического измерителя фильтр с частотной характеристикой аналогичной той котору 1 рую имеет фильтр Ф рассмотренной схемы. Однако при этом неизбежна динамическая погрешность Комплексирование измерителей не приводит к дополнительной динамической погрешности, так как полезный сигнал, содержащий информацию о и" не 1 проходит через инерционные (фильтрующие) звенья (верхняя цепь на рис.
7.47). Таким образом, комплексная система приобретает свойство инвариантности к изменению Я~, но ценой информационной избыточности системы Дополнительное достоинство комплексирования — повышение надежности. Отказ одного из измерителей приводит к снижению точности, а не к потере информации о навигационном элементе Ю. При этом «отказ» данного из измерителей может быть вызван плохим Выражение (7.27) свидетельствует о том, что полученная схема не вносит динамической погрешности.
Следовательно, формула (7.26) отражает условие инвариантности комплексной системы по отношению к изменениям В'. Если положить Кф(Р) =К(Р) ~1+К(Р)~ — ', то полученная система становится эквивалентной системе, построенной по схеме компенсации (см. рис. 7.47). Рассмотренные на рис. 7,47 и 7.49 схемы компенсации относятся к классу разомкнутых, в которых уменьшаются возникшие в измерителях погрешности. Если же погрешности одного из измерителей, например И1 на рис. 7.50, возрастают с течением времени (как при измерении скорости методом интегрирования ускорения), а погрешности И2 стационарны, применяют ве основного измерителя обычно используется инерциальная на вигационная система (ИНС), в которой отсутствуют фильтры ограничивающие ее быстродействие. Зто обстоятельство, а так же то, что инерциальный измеритель разомкнут по отношению к измеряемому элементу Г, обусловливает практическое отсут ствие динамических погрешностей ИНС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
