微波着陆导引系统测角误差分析

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卫星导航与导航误差分析研究

卫星导航与导航误差分析研究

卫星导航与导航误差分析研究第一章:引言在现代社会的交通、军事、航空航天等诸多领域,卫星导航系统已经成为一项至关重要的技术。

卫星导航系统通过利用地球轨道上的卫星,定位和导航目标物体,提供精确的位置、速度和时间信息。

然而,由于多种因素的干扰,卫星导航系统在实际应用中仍然存在着一定的误差。

因此对导航误差进行深入研究,对提高导航系统的精度和可靠性具有重要意义。

第二章:卫星导航原理与技术2.1 全球卫星导航系统概述全球卫星导航系统是利用多颗在地球轨道上运行的卫星,通过向地面接收设备发射无线电信号,提供位置、速度和时间信息的系统。

目前最典型的全球卫星导航系统包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗系统。

2.2 卫星导航误差来源卫星导航系统的误差来源主要包括卫星钟差、大气延迟、多路径效应、仪器误差等。

卫星钟差是指卫星内部的时钟不准确造成的误差;大气延迟是指卫星信号在大气中传播引起的误差;多路径效应是指卫星信号在传播过程中被地面反射引起的误差;仪器误差是指接收设备本身的不精确造成的误差。

第三章:导航误差量化分析方法3.1 误差量化模型为了对导航误差进行准确的分析和评估,需要建立合适的误差量化模型。

其中,常用的误差量化模型包括随机误差模型、系统误差模型和环境误差模型。

随机误差模型是指由于各种不确定因素引起的误差,通常呈现随机分布;系统误差模型是指由于系统特性和方法限制引起的误差,通常呈现确定性分布;环境误差模型是指由于外部环境影响引起的误差,如大气扰动等。

3.2 误差评估方法针对不同的误差量化模型,有多种评估方法可供选择。

其中,最常用的方法包括误差标准差、平均误差和方差等。

通过对导航系统的实际测量数据进行统计分析,可以得到误差的平均水平和分布情况,从而评估导航系统的精度和可靠性。

第四章:导航误差分析案例研究4.1 GPS导航系统误差分析以GPS导航系统为例,对其导航误差进行详细分析。

导航工程技术专业常见问题解析惯性导航系统误差源分析与校正方法

导航工程技术专业常见问题解析惯性导航系统误差源分析与校正方法

导航工程技术专业常见问题解析惯性导航系统误差源分析与校正方法导航工程技术专业常见问题解析——惯性导航系统误差源分析与校正方法导航工程技术专业涉及众多领域,其中惯性导航系统是一项重要的研究方向。

在实际应用中,惯性导航系统常常会面临误差问题,其中误差源的分析与校正方法是解决这一问题的关键。

本文将针对常见问题,对惯性导航系统的误差源进行分析,并介绍一些常用的校正方法。

一、惯性导航系统误差源分析误差源是影响惯性导航系统精度的主要因素,它们包括三个方面:传感器误差、初始对准误差和模型误差。

1. 传感器误差惯性导航系统的传感器包括加速度计和陀螺仪,它们在测量物体加速度和角速度时会引入误差。

加速度计误差主要包括随机误差和系统误差,随机误差受到环境因素和器件制造工艺的影响,而系统误差则与加速度计的设计和校准有关。

陀螺仪误差主要包括漂移误差和尺度因子误差,漂移误差是由于运动过程中陀螺仪会逐渐累积误差,而尺度因子误差则影响陀螺仪的测量精度。

2. 初始对准误差初始对准误差是指惯性导航系统在初始使用时,由于传感器的摆放和安装不准确,导致系统初始姿态估计存在误差。

初始对准误差主要包括零偏误差、尺度因子误差和非正交误差等。

3. 模型误差模型误差是指惯性导航系统在建立数学模型时,对实际物理情况的简化和假设所引入的误差。

模型误差主要包括系统动态误差、参数误差和非线性误差等。

二、惯性导航系统误差校正方法为了提高惯性导航系统的精度,人们提出了多种误差校正方法,下面将介绍其中的几种常用方法。

1. 传感器误差校正方法传感器误差校正方法主要包括校准和滤波两种方式。

校准方法通过对传感器特性和误差进行建模,利用实验数据对模型进行参数估计,从而实现误差校正。

滤波方法利用滤波算法对传感器输出进行优化和平滑处理,以降低误差对导航结果的影响。

2. 初始对准误差校正方法初始对准误差校正方法主要包括传感器标定和初始对准两个步骤。

传感器标定通过实验测量得到传感器的误差参数,然后将其输入到初始对准算法中进行优化,最终实现初始对准误差的校正。

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告一、系统误差方程的建立及分析1、误差源1)元件误差主要有陀螺的漂移、标度因数误差、加速度计的零偏和标度因数误差、计算机的舍入误差、电流变换装置的误差等。

2)安装误差主要指加速度计和陀螺仪在平台上的安装误差。

3)初始条件误差包括平台的初始误差以及以及计算机在解算方程时的初始给定误差。

4)运动干扰主要是冲击和振动造成的干扰。

5)其它误差如地球曲率半径的描述误差、有害加速度补偿忽略二阶小量造成的误差等等。

2、误差分析的方法1)误差分析的目的是定量地估算惯导系统测算结束时的准确程度。

正确的地理位置由当地地理坐标系来量取,而实际的测算结果是由系统计算得出的。

为了研究两者的偏差,这里引入了一个计算机坐标系(用c来标识),即将c系和t系作比较,从而定义出各种误差量。

2)一般情况下,所有误差源均可看成是对理想特性的小扰动,因而各个误差量都是对系统的一阶小偏差输入量。

因此,在研究各误差量之间的关系时,完全可以取一阶近似而忽略二阶以上的小量。

3)误差分析要求首先建立误差方程,即反映各误差量之间有机联系的方程。

这种方程是依据系统的机械编排方程通过微分处理来求取。

3、坐标系及小角度下的坐标变换矩阵的当地地理坐标系ox t y t z t,与由所确定的计计算纬度L c和经度λc算机坐标系一般来说是不重合的,它们之间存在着小角度的位置偏差。

如图所示:以指北方位系统为例,其平合坐标系p与地理坐标系t 一般来说也存在着小角度的位置偏差。

同样,p 系与c 系之间也存在着小角度的位置偏差。

1) t 系与c 系之间的方向余弦矩阵 定义纬度误差量和经度误差量:由于这种误差,使t 系与c 系之间存在着小偏差矢量角显然有如下关系如图所示,设t 系与c 系一开始是重合的; 然后c 系先绕ox t 轴转θx ,得ox t1y t1z t1系; 再绕oy t1轴转θy 得ox t2y t2z t2系,最后绕oz t2轴 转θz ,便得到计算机系ox c y c z c 。

卫星导航系统的误差分析及其纠正方法

卫星导航系统的误差分析及其纠正方法

卫星导航系统的误差分析及其纠正方法卫星导航系统是现代化的导航方式之一,已成为人们旅行、航空、海洋、地质勘探等领域中必不可少的工具之一。

但是,由于各种外在因素的影响,卫星导航系统的精度不可避免地会受到误差的干扰,从而影响到实际使用效果。

因此,本文将针对卫星导航系统的误差分析及其纠正方法进行探讨。

误差来源卫星导航系统的误差来源主要有以下几种:1.天气因素:天气条件的变化,如雷暴、降雨等,会对信号传输造成干扰,导致误差出现。

2.电离层:电离层会对信号产生折射、延迟等影响,从而影响卫星导航系统的精度。

3.卫星轨道误差:卫星轨道的非理想性和不稳定性会使得卫星发射的信号的时间和位置出现误差。

4.接收机性能问题:接收机的性能问题也会影响卫星导航系统的精度。

接收机信噪比的大小,接收机灵敏度等问题都可能产生误差。

误差分析为了消除误差对卫星导航系统的影响,需要对误差进行分析。

对于卫星导航系统而言,误差分析主要分为两个方面:一是对误差进行分析,二是根据误差分析结果采取相应的纠正措施。

误差分析的第一步就是对误差进行排查。

根据误差来源的不同,采用不同的方法进行分析。

对于电离层误差,可以利用多路径组合技术进行处理。

对于卫星轨道误差,可以利用多源数据融合方法进行处理。

对于接收机性能问题,可以采用时差差分技术或载波相位差分技术进行处理。

误差纠正误差纠正方法可以大致分为两类。

一类是通过信息处理技术对误差进行纠正,例如利用多路径组合技术降低电离层误差、利用多源数据融合方法降低卫星轨道误差等。

另一类是通过通信技术对误差进行纠正,例如利用差分定位技术对接收机性能问题进行纠正。

差分定位技术是最为常见的一种误差纠正技术。

它可以通过在同一时刻同时接收多个卫星信号,然后将它们之间的差异作为误差的补偿,从而提高卫星导航系统的定位精度。

差分定位技术的准确性取决于差分基线的长度和稳定性。

如果差分基线长度较短,误差的补偿也相对较小。

但如果差分基线长度过长,则信号会受到多路径影响,从而导致误差更大。

关于“微波实验和布拉格衍射”的实验讨论与误差分析

关于“微波实验和布拉格衍射”的实验讨论与误差分析

1
实验所测值 理论估算值 误差 分析:
2
38.4o 36.8o 1.6o

56.5o 55.5o 1.0o
68.1o 66.4o 1.7o
由上表可知, 实验所测值与理论估算值之间的误差为 1.0o ― 1.7o ,与其数据 本身相对误差较小, 在误差允许范围内,可以认为实验测量值证明了布拉格条件 的推导结果,验证了布拉格衍射公式。 2 利用 k=1 的(110)晶面测定波长 ○
1 =arccos(
2 2 n3 4 / 12 12 02 2 2cm 对晶面(110)面 d a / n12 n2
arccos(
结果对比
k 1 32.02mm ) arccos ( )=55.5o 2d 2 2 2 10mm
6 / 12
北航•基础物理实验研究型实验报告_39192117_伍享享
4 / 12
北航•基础物理实验研究型实验报告_39192117_伍享享
主要步骤
1、验证布拉格衍射公式 (1)估算理论值 由 a 、 估算面衍射极大入射角 。 (2)调整仪器 调整仪器使发射喇叭和接收喇叭正对, 并使电流输出接近但不超过电流表的 满度,用间距均匀的梳形叉检查晶格位置上的模拟铝球。 (3)测量峰值入射角 转动模型使(100)面或(110)面的法线与载物台刻度盘 0o 重合,调整入 射角等于入射角,找到 ,测出各级衍射极大的入射角 。 根据已知晶格常数测波长。 根据已知波长测晶格常数 a 。 2、单缝衍射实验 调整单缝衍射板的缝宽, 转动载物台使其 180o 刻线与发射臂指针一致,放上 单缝衍射板,使狭缝所在平面与入射方向垂直。 转动接收臂使使其指针指向载物台 0o 刻线,打开振荡器电源并调节衰减器 使接收电表指示接近满度而略小于满度,记下读数,转动接收臂,每 2o 记一次。 3、迈克尔逊干涉实验 实验时使 B 板从一端移动到另一端, 同时观察电表接收信号的变化并依次记 下出现干涉极大和极小时 B 板的位置 X k 。

高精度卫星定位技术误差分析与改进策略

高精度卫星定位技术误差分析与改进策略

高精度卫星定位技术误差分析与改进策略高精度卫星定位技术是现代导航和地理信息系统中的关键技术之一,它通过接收卫星信号来确定接收器在地球上的精确位置。

随着科技的发展,高精度卫星定位技术在各个领域,如测绘、交通、农业、事等,都发挥着越来越重要的作用。

然而,这项技术在实际应用中仍然面临着多种误差源,这些误差源可能会影响到定位的精度和可靠性。

本文将探讨高精度卫星定位技术中的误差分析,并提出相应的改进策略。

一、高精度卫星定位技术概述高精度卫星定位技术主要依赖于全球导航卫星系统(GNSS),如的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)、欧洲的伽利略(Galileo)和中国的北斗导航系统(BDS)。

这些系统通过发射卫星信号,使得地面接收器能够计算出其位置、速度和时间。

1.1 卫星定位技术原理卫星定位技术基于三角测量原理,即通过测量接收器与至少四颗卫星之间的距离,来确定接收器在三维空间中的位置。

接收器通过计算信号传播时间来确定距离,而信号的传播时间与卫星和接收器之间的距离成正比。

1.2 定位技术的应用场景高精度卫星定位技术在多个领域有着广泛的应用,包括但不限于:- 测绘工程:用于地形测绘、土地规划和工程建设。

- 交通导航:提供车辆定位、路线规划和实时导航服务。

- 精准农业:指导农业机械进行精确播种、施肥和收割。

- 事应用:用于定位、导航和武器制导。

二、高精度卫星定位技术的误差分析尽管高精度卫星定位技术在理论上可以提供非常精确的位置信息,但在实际应用中,多种误差源会影响定位的精度。

2.1 卫星误差卫星误差主要包括卫星轨道误差和卫星钟差。

卫星轨道误差是由于卫星轨道模型与实际轨道之间的偏差造成的,而卫星钟差则是由于卫星时钟与标准时间之间的偏差造成的。

2.2 信号传播误差信号传播误差主要包括电离层延迟和对流层延迟。

电离层延迟是由于卫星信号在通过电离层时受到电子密度变化的影响,导致信号传播速度的变化。

对流层延迟则是由于信号在通过对流层时受到温度、湿度和大气压力变化的影响。

导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正

导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正

导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正导航工程技术专业涉及到许多重要的导航系统,其中之一就是惯性导航系统。

惯性导航系统是一种可以独立运行的导航系统,通过测量和计算物体的加速度和角速度来确定位置和方向。

然而,惯性导航系统存在着一定的误差,这些误差需要进行分析和校正,以确保导航的准确性和可靠性。

一、误差来源与分类惯性导航系统的误差主要来自于两个方面:传感器误差和初始值误差。

传感器误差是由于惯性传感器本身的不完美性能引起的,包括随机误差和系统误差。

随机误差是在测量中出现的偶然误差,一般可通过多次测量求平均值来减小;系统误差是固定的、与物理因素相关的常数误差,一般可通过校正来减小。

初始值误差是由于系统初始状态的不准确引起的,包括位置误差和姿态误差。

二、误差分析1.传感器误差分析传感器误差是惯性导航系统中最主要的误差来源之一。

对于加速度计和陀螺仪这两种常用的传感器,需要对其误差进行分析和研究。

加速度计的误差主要包括刻度因子误差、偏置误差和温度误差等。

陀螺仪的误差主要包括零偏误差、刻度因子误差和温度误差等。

通过实验和数据处理,可以确定传感器误差的大小和特征,并为后续的误差校正提供依据。

2.初始值误差分析初始值误差是惯性导航系统中由于初始状态不准确引起的误差。

对于位置误差,可以通过其他导航系统的辅助定位来进行校正。

例如,可以利用全球定位系统(GPS)提供的位置信息来校正初始位置误差。

对于姿态误差,可以利用陀螺仪提供的角速度测量值来进行校正。

通过比较惯性导航系统的测量结果与辅助定位系统的结果,可以计算出初始值误差,并进行修正。

三、误差校正方法误差校正是惯性导航系统中非常重要的一步,它可以通过多种方法来实现。

常用的误差校正方法包括零偏校正、温度校正、刻度因子校正等。

零偏校正是通过对传感器的输出进行标定,确定其零偏值,并在测量中进行相应的修正。

温度校正是通过对传感器输出的温度特性进行建模,校正温度引起的误差。

飞机微波信号在航姿系统上显示误差问题分析

飞机微波信号在航姿系统上显示误差问题分析

飞机微波信号在航姿系统上显示误差问题分析[内容摘要]针对通电试验中出现的微波着陆系统输出偏差信号在航姿系统上存在显示误差的问题,分析误差产生原因,制订误差修正措施,设计微波偏差信号输出模拟系统,最终验证并实施排故方案解决该问题,消除了偏差信号显示误差引起的着陆过程安全隐患。

关键词微波信号;航姿;偏差电压;偏差杆1.引言微波着陆系统方位偏差和下滑偏差在航姿系统的航向位置指示器和姿态引导指示器上显示存在误差,会给飞机着陆带来风险,造成飞行安全隐患。

据统计,飞机的飞行事故大约有一半是发生在着陆阶段的。

因此应对飞机着陆系统给予极大的重视。

飞机的微波着陆系统与航姿系统交联,通过航姿系统的航向位置指示器和姿态引导指示器为飞行员提供方位偏差和下滑偏差指示。

在通电试验中出现微波着陆系统输出偏差信号在航姿系统上存在显示误差的问题,为保证飞行安全,对此问题必须予以彻底解决。

1.微波信号在航姿系统上存在显示误差问题的现象在飞机进行无线电微波着陆系统和航姿系统交联通电检查时,使微波着陆系统正常工作,用微波模拟器向微波着陆设备提供微波偏差信号,航姿系统的航向位置指示器和姿态引导指示器中显示的方位偏差杆和下滑偏差杆无法准确指向对应的偏差刻度点上。

1.1.显示误差问题复现操作操作微波着陆检查仪模拟微波地面台,给微波着陆设备提供相对于预定飞行航向姿态的微波偏差的数据:调整微波着陆检查仪的摆动速率和输出强度为最大值,初始方位设置为零度,方位显示设置为中心位置,将检查仪置于距微波着陆天线前方9米范围内,排除遮挡物,检查仪喇叭口正对微波着陆天线,防止信号干扰。

调整微波着陆设备参数,接收微波着陆检查仪输出的微波偏差数据:选择导航方式为进场方式,设置微波着陆为最终进场定位设备,设置微波着陆设备波道为500。

校准航姿系统、航向位置指示器及姿态引导指示器:操作航向位置指示器和姿态引导指示器进行航姿对准,使姿态引导指示器姿态锁定在0°,航向位置指示器航向锁定在90°,将捷联航姿组件进行从左至右转动,俯仰倾斜运动,检查指示器极性,保证指示器偏差杆左到右,下到上移动。

惯性导航系统中的误差补偿与姿态控制策略

惯性导航系统中的误差补偿与姿态控制策略

惯性导航系统中的误差补偿与姿态控制策略导航系统在现代航空、航天以及各种导航应用中起着至关重要的作用。

惯性导航系统(Inertial Navigation System,简称INS)是一种通过测量运动物体的加速度和角速度来确定其位置、速度和姿态的技术。

然而,由于硬件、测量误差以及环境因素的影响,INS系统往往存在着误差,这些误差会导致导航精度的下降,因此需要采取误差补偿与姿态控制策略来提高系统性能。

误差来源:首先,我们需要了解INS系统中可能出现的误差来源。

惯性测量单元(IMU)是INS的核心组件之一,由加速度计和陀螺仪组成,它们用于测量物体的加速度和角速度。

然而,IMU的制造和使用过程中会引入各种误差,如漂移误差、偏置误差和尺度因子误差等。

此外,INS系统在导航过程中还会受到温度变化、地球自转以及外部干扰等环境因素的影响。

所有这些误差都会对导航精度产生不利影响,因此需要在系统设计中考虑误差补偿与姿态控制策略。

误差补偿策略:为了提高INS系统的性能,各种误差补偿策略被应用在实际导航中。

其中最常用的误差补偿方法包括卡尔曼滤波、全局定位系统(GPS)融合、非线性优化算法等。

卡尔曼滤波是一种基于状态空间模型的估计方法,可用于估计导航中的位置、速度和姿态等参数。

它通过对测量值和系统模型进行加权平均,从而估计系统的状态并减小误差。

卡尔曼滤波算法在INS系统中广泛应用,因为它能够有效地处理噪声和不确定性,并提供滤波值的最优估计。

然而,卡尔曼滤波算法对系统动态模型的假设要求较高,因此在实际应用中需要对系统建模和参数估计进行精确分析。

GPS融合是另一种常用的误差补偿策略。

INS和GPS具有互补的特性,INS能够提供连续和精确的导航信息,而GPS可以提供绝对位置和速度。

通过将两者的信息融合,可以减小INS和GPS各自存在的误差,提高导航精度。

基于GPS融合的方法主要包括扩展卡尔曼滤波、粒子滤波和紧耦合融合等。

这些方法通过同时考虑INS和GPS的测量值和模型,从而减小误差并提高导航性能。

天线波束角测量误差分析 多普勒雷达天线波束角测量误差分析

天线波束角测量误差分析 多普勒雷达天线波束角测量误差分析

天线远场测量
天线远场测量是在满足远场条件下,借助辅助天线根据天线互易定理
测量待测天线的电性能参数的方法,在大多数场合下,待测天线工作在接
收状态,远场测量可以在室外进行,也可以在室内。 室外测试场为避免地面反射波的影响,把收发天线架设在水泥塔或相
邻高大建筑物的顶上,主要分为:零点偏离地面的高架测试场、零点指向
归纳起来,方向图角度测量误差概括为:角度测量装置产 生的角度误差∆θ 1,功率测量不精确产生的角度误差∆θ 2, 待测天线相位中心与转台转轴产生的角度误差∆θ 3 由于∆θ 1, ∆θ 2是随机且相互独立的, ∆θ 3是系统误差, 总误差角可表示为
近场扫描法示意图


这种测量技术的主要优点: 1)测量在待测天线的近场进行,没有远场距离、转台精度等要求; 2)考虑了探头对待测天线的天线辐射的场影响; 3)根据测量可以计算天线完整的空间方向图; 4)一种有用的诊断工具,逆推口径场分布,容易找出阵列中有缺陷 的单元; 5)只要仔细测量,可以准确的确定超低旁瓣(-55dB)天线的远场波 瓣图。 近场扫描的步骤: 1)对探头特性进行校准,即测出探头的方向图并对算法进行补偿; 2)确定天线的架设高度,扫描探头作为接收,被测天线作为发射, 确定收发之间的距离,将探头对准被测天线的几何中心; 3)在待测天线近区某一选定表面上,用探头两种独立的取向(如相 互正交的两种取向)以合适的抽样间隔抽样测量各个网格位置的场的 幅度、相位分布; 4)用快速傅里叶变换(FFT)完成天线远场方向图计算。
地面的高架测试场和斜天线测试场。 室内测试场在无反射室内工作——微波暗室,它是以吸波材料作衬里
的房间,能吸收入射到六个壁上的大部分电磁能量,较好地模拟自由空间
测试条件。室内测试场又分为:室内远场和紧缩场。

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告一、引言惯性导航系统是一种利用惯性传感器(例如陀螺仪和加速度计)测量运动和位置的设备。

然而,由于各种因素的影响,惯性导航系统的测量结果存在误差。

本报告旨在分析这些误差的传播特性,以帮助我们更好地理解和控制导航系统的性能。

二、误差来源惯性导航系统的误差来源主要包括硬件等方面,下面将分析主要的误差来源,并对其传播特性进行分析。

1. 陀螺仪误差陀螺仪常见的误差包括零点偏差、比例偏差和随机噪声。

这些误差会导致陀螺仪输出的角速度与真实值之间存在偏差,并会随时间传播。

2. 加速度计误差加速度计的误差主要包括偏差和随机噪声。

与陀螺仪类似,加速度计输出的加速度值也会与真实值有所偏离。

3. 安装误差安装误差是由于惯性传感器的不完美安装导致的误差。

例如,安装角度的偏差会引入陀螺仪和加速度计的交叉耦合误差。

4. 温度效应温度变化会影响惯性导航系统的性能。

陀螺仪和加速度计的输出受温度变化的影响,从而引入误差。

三、误差传播特性分析误差传播特性分析是了解误差传递和积累的过程。

通过分析误差传播特性,我们可以更好地估计导航系统的实际性能。

1. 误差传播方程误差传播方程描述了误差在导航系统中传播的过程。

一般来说,误差传播方程可以表示为一组微分方程,其形式与导航系统的数学模型有关。

通过求解误差传播方程,我们可以得到误差的传播规律。

2. 误差增长因子误差增长因子用于描述误差在传播过程中的增长速度。

它可以通过求解误差传播方程的特征值和特征向量来计算。

3. 典型误差传播模型在惯性导航系统中,常用的误差传播模型包括随机游走模型和白噪声模型。

随机游走模型适用于描述陀螺仪的随机误差,而白噪声模型适用于描述加速度计的随机误差。

四、误差补偿方法误差补偿是通过各种手段减小或抵消误差的影响,提高导航系统的性能。

常用的误差补偿方法包括校准、滤波和辅助定位等。

1. 传感器校准传感器校准是通过对传感器输出进行标定和修正来降低误差。

微波功率测量及误差分析

微波功率测量及误差分析

微波功率测量及误差分析1 引言功率测量是微波测量的重要参数之一。

确定振荡源的输出功率、接收机的测试准确度和接收灵敏度、放大器的增益、无源器件的衰减损耗等都离不开功率的测量。

因此在科研与实际工作中微波功率的准确测量就显得尤为重要,本文试图简述一些基本的微波功率测量方法,然后分析几种常见的误差来源和减小误差的方法。

2 微波功率标准近年来随着微波理论技术的完善和硬件技术的进步,微波设备与测量仪器数量和型式日益繁多。

相应地建立起微波功率、阻抗、频率(波长)及其二次电参量(如衰诚、介质损耗、品质因数等)的标准与基准装置,以使实用和生产中如微波仪器标准化,成为国际上一个普遍重视的问题。

以下就微波小功率标准情况概略介绍一下。

微波功率是微波测量中一个重要的项目,不论研究微波线路或微波管,都需进行功率测量,因而功率测量获得飞速发展。

目前,其侧量范围约从18-10瓦到710瓦,功率频谱到100千兆赫,精度从百分之几十提高到0.1%左右。

测量方法很多,低频时测定电压和电流来确定功率的方法到高频就行不通了,大多数是将电磁能转换成光、力、热等量再进行测量。

近年各国普遍展开了微波功率标准的研究。

但至今尚未完全解决。

它远不像在频率标准上早已确定了以地球的自转周期(平均太阳日)作为频率终极标准或近年来发展起来的利用某些物质分子光谱中的吸收线、发射线以及某些原子跃迁过程来作为频标。

微波功率标准从1954年在荷兰海牙召开的第11届国际电波科学联合大会(U 、R 、S 、I)以来,加强了微波小功率标准的研究和国际比较工作。

看来,微波小功率标准沿着两个方向发展,即基于电磁波辐射压力的“有质”效应法和电磁波热效应的焦耳热法。

它们是建立在质量、时间、长度或直流电量基础上的,因而具有很高的精确度,可作为功率标准或基准。

基于电磁波力效应的“有质”功率计是利用电磁波作用在置于波导或谐振腔内反射元件上的压力。

双片扭刀式瓦特计已成功地在X 带10至200瓦范围内达到士1%精度。

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告

惯性导航系统误差传播特性分析报告一、系统误差方程的建立及分析1、误差源1)元件误差主要有陀螺的漂移、标度因数误差、加速度计的零偏和标度因数误差、计算机的舍入误差、电流变换装置的误差等。

2)安装误差主要指加速度计和陀螺仪在平台上的安装误差。

3)初始条件误差包括平台的初始误差以及以及计算机在解算方程时的初始给定误差。

4)运动干扰主要是冲击和振动造成的干扰。

5)其它误差如地球曲率半径的描述误差、有害加速度补偿忽略二阶小量造成的误差等等。

2、误差分析的方法1)误差分析的目的是定量地估算惯导系统测算结束时的准确程度。

正确的地理位置由当地地理坐标系来量取,而实际的测算结果是由系统计算得出的。

为了研究两者的偏差,这里引入了一个计算机坐标系(用c来标识),即将c系和t系作比较,从而定义出各种误差量。

2)一般情况下,所有误差源均可看成是对理想特性的小扰动,因而各个误差量都是对系统的一阶小偏差输入量。

因此,在研究各误差量之间的关系时,完全可以取一阶近似而忽略二阶以上的小量。

3)误差分析要求首先建立误差方程,即反映各误差量之间有机联系的方程。

这种方程是依据系统的机械编排方程通过微分处理来求取。

3、坐标系及小角度下的坐标变换矩阵的当地地理坐标系ox t y t z t计算纬度L c和经度λc差。

如图所示:以指北方位系统为例,其平合坐标系p 与地理坐标系t 一般来说也存在着小角度的位置偏差。

同样,p 系与c 系之间也存在着小角度的位置偏差。

1) t 系与c 系之间的方向余弦矩阵 定义纬度误差量和经度误差量:由于这种误差,使t 系与c 系之间存在着小偏差矢量角显然有如下关系如图所示,设t 系与c 系一开始是重合的; 然后c 系先绕ox t 轴转θx ,得ox t1y t1z t1系; 再绕oy t1轴转θy 得ox t2y t2z t2系,最后绕oz t2轴 转θz ,便得到计算机系ox c y c z c 。

即有在小角度条件下,取一阶近似值,有由此可得:L L L c -=δλλδλ-=c ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=Θz y x t θθθ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡L L L z y x sin cos δλδλδθθθ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-==x x x x yy y y zz z z t t t t c t c t C C C C θθθθθθθθθθθθcos sin 0sin cos 0001cos 0sin 010sin 0cos 1000cos sin 0sin cos 1212x c⎩⎨⎧======z z y y x x z y x θθθθθθθθθsin ,sin ,sin 1cos cos cos ⎥⎥⎤⎢⎢⎡--=11x zy z c t C θθθθ不难证明,作为小偏角θ,在t 系和c 系上的投影是相等的,即有2) t 系与p 系之间的方向余弦矩阵设 p 系与t 系有小误差角φ,写成列矩阵仿前可得3)c 系与p 系之间的方向余弦矩阵设 p 系与c 系有小误差角Ψ,写成列矩阵相应的方向余弦矩阵为4) t 系c 系与p 系三者之间的关系由三个坐标系的转动关系可知,p 系对于t 系的误差角可分解为p 系对于c 系再加上c 系对于t 系的误差角。

微波信号传输误差分析

微波信号传输误差分析

微波信号传输误差分析在无线通信中,微波信号传输是非常常见的一种方式。

由于微波信号传输的受环境影响较小、传输速度快等特点,使得它在现代化社会的通信领域得到了广泛的应用。

然而,微波信号传输过程中还是会出现误差,需要对这些误差进行深入的分析。

本文将从微波信号传输误差的来源、误差类型以及误差分析方法三个方面进行讨论,旨在对微波通信工程师提供一些实用的参考意见。

一、误差来源1. 环境因素。

在微波信号传输过程中,由于环境因素的影响,如人为遮挡、大气湿度变化、温度变化等,都可能会导致信号的误差,从而影响通信质量。

2. 转换器误差。

由于微波信号的频率较高,转换器的失真等因素会产生不可忽略的误差。

3. 零部件误差。

微波器件中的被动元件等零部件,由于制造精度的不同,也会导致误差。

4. 信号源误差。

微波信号源中的抖动、杂散、抗干扰性等因素,也是信号误差的来源之一。

二、误差类型1. 偏移误差。

在微波信号传输过程中,信号源产生的微小偏移,可能会引起振幅误差、相位误差等信号偏移误差。

2. 相位误差。

相位受环境因素的影响较大,例如气温、压强等,会导致信号的相位变化。

3. 振幅误差。

由于微波信号的频率较高,振幅的不稳定性将会引起信号的振幅误差。

4. 噪声误差。

电子仪器中的噪声因素,同样也会影响到微波信号的传输。

三、误差分析方法误差分析是保证微波通信质量的有效手段,在实际应用中,可以采用以下几种误差分析方法:1. 模拟仿真。

通过计算机模拟仿真,可以预测信号的传输误差,有助于在信号传输前对系统进行调整。

2. 实验测量。

通过实验测量等多种手段,可以检验系统在真实环境中的正常运行情况,同时也能够找到和解决存在的问题。

3. 数值计算。

利用数值运算的方法,可以对信号的传输过程进行数学建模和计算,对于复杂的微波传输系统具有很高的实际应用价值。

总之,微波信号传输误差分析是微波通信工程师必须研究和解决的问题。

在实际应用中,需要综合考虑较多的环境因素和技术因素,以及采取有效的误差分析方法,从而保证通信质量的稳定性、可靠性和高效性。

导航系统误差分析及校正方法

导航系统误差分析及校正方法

导航系统误差分析及校正方法导航系统是现代科技中使用广泛的一种定位和导航工具,它们在航空、航海、汽车和移动设备等领域发挥着重要的作用。

然而,由于各种原因,导航系统可能存在误差,这会对导航的准确性和可靠性产生负面影响。

因此,对导航系统的误差进行分析和校正是非常重要的。

导航系统的误差来源主要包括卫星信号误差、接收机误差和环境误差等。

首先,卫星信号误差是由于卫星本身存在钟差、星历数据不准确以及大气等因素导致的。

其次,接收机误差包括接收机硬件和软件设计上的误差,例如接收机的频率偏差、时钟不准等。

最后,环境误差主要是由于地球磁场的干扰、建筑物的阻挡以及地形等因素引起的误差。

为了准确分析导航系统的误差,我们需要进行误差分析。

一种常用的方法是误差源建模,即对导航系统中各种误差源进行数学建模。

通过建立误差源模型可以对误差进行准确的描述和分析。

另一种常用的方法是误差估计,通过将实际测量数据与理论数据进行比较,可以得出误差的大小和分布情况。

这些分析工具可以帮助我们深入了解导航系统的误差特点和分布规律。

在分析了导航系统的误差后,我们需要采取适当的校正方法来提高导航系统的准确性。

校正方法可以分为在线校正和离线校正两种。

在线校正是指在导航系统正常运行时,实时对误差进行补偿和校正。

最常见的在线校正方法是将多个导航系统进行融合,通过相互之间的校正来提高定位和导航的准确性。

例如,组合多个卫星导航系统(如GPS、GLONASS和Beidou)可以增加定位的可用卫星数量,减小误差因素的影响。

此外,还可以通过地面辅助点(如基站RTK)来提供更精确的参考信号,进一步提高导航精度。

离线校正是指在导航系统收集到足够的数据后,通过离线处理对误差进行校正。

离线校正的方法主要包括差分定位和粒子滤波。

差分定位是通过选择一个参考站,将其位置视为准确位置,并与其他接收机的测量数据进行比较,然后计算出接收机的误差。

粒子滤波是一种基于随机样本的优化算法,它可以通过对多个样本进行加权平均来减小误差。

微波功率计的校准方法及误差分析

微波功率计的校准方法及误差分析

微波功率计的校准方法及误差分析微波功率计是一种用于测量微波信号功率的仪器。

准确地校准微波功率计对于确保测量结果的可靠性至关重要。

本文将介绍微波功率计校准的基本原理、常用校准方法以及误差分析。

一、微波功率计校准的基本原理微波功率计的校准是通过与一个准确的功率参考进行比较来完成的。

校准主要包括校准因子和校准误差两个方面。

校准因子是用来将功率计的读数转化为准确的功率值的系数。

它是由校准过程中测量得到的,通过与准确的功率参考进行比较得出。

校准误差是指经过校准后,功率计读数与准确的功率参考之间的差异。

校准误差的大小决定了功率计测量结果的准确性。

因此,减小校准误差是校准的主要目标之一。

二、常用的微波功率计校准方法1. 直接比较法:直接比较法是最常用的校准方法之一。

它是通过与一个准确的功率参考进行比较来确定功率计的校准因子。

校准过程中,将同一个微波信号依次输入到功率计和准确的功率参考上,并记录下它们的读数。

然后,根据功率计和功率参考之间的差异,计算出校准因子。

直接比较法的优点是简单易行,适用于大多数微波功率计。

但是,它也存在一些局限性,比如在高功率测量时,微波功率计的非线性特性和功率参考的功率限制可能导致较大的校准误差。

2. 校准器法:校准器法是另一种常用的校准方法。

它通过使用一个已经校准好的功率器件作为校准器,在不同的功率水平下测量功率计和校准器之间的差异来确定校准因子。

与直接比较法相比,校准器法可以避免功率参考的限制,并提供更大范围的功率校准。

但与此同时,校准器法也会引入额外的系统误差。

3. 优化校准法:优化校准法是一种基于数学优化算法的校准方法。

它通过最小化功率计读数与准确的功率参考之间的差异,来确定校准因子。

优化校准法可以有效地减小校准误差,并提高功率计的准确性。

但是,它需要较为复杂的数学计算,并且对校准条件的要求也相对较高。

三、误差分析微波功率计的测量误差主要包括不确定度误差和系统误差。

1. 不确定度误差:不确定度误差是由于测量设备本身的误差以及测量过程中的随机误差引起的。

着陆偏差探讨

着陆偏差探讨

拉平低
• 飞机结束拉平时的高度低于0.75 米
拉平低的形成原因及影响
• • • • • 1.视线看的过远,误低为高。 2.拉开始高度低,仍按正常动作拉杆。 3.下滑速度小,下沉快,拉杆动作慢。 4.下滑角增大,仍按正常高度拉开始。 5.收油门与带杆动作不协调。
影响:拉平开始的太晚或为了防止飞机过早接 地而带杆太快都可能会导致机翼上的载荷因 数过大从而引起加速失速。
着陆偏差探讨
七大队
刘万
背景
C172飞机自2006 年引进以来,已 发生四起低空失 控事件,多表现 为拉平高,拉飘, 复飞不够果断, 导致不安全事件
偏差的形成
落地过程中,飞行员的带杆量和快 慢与飞机俯仰姿态、离地高度、下 沉快慢不相适应以及落地后滑跑过 程中杆舵使用不当
常见 的偏 差
拉平 高
拉平 低
修正方法
• 1.稍稳杆制止飞机继续上飘,并注意控制 好油门,飘起后飞机减速快,根据飞机的 高度,姿态和下沉快慢相应拉杆,使飞机 在正常高度上成两点姿态接地。 • 2.飞机飘起2米以上,应看好地面果断复飞。
注意:防止飞机失速,复飞尽快增加功率。
跳跃
飞机接地后有跳离地面的现象。
跳跃的形成原因及影响
注意:切忌修正动作粗猛。
总结
• 1.总的原则,任何情况下,视线都不能离开 地面; • 2.修正偏差时,必须把飞机状态,离地高度, 运动趋势三者结合起来进行判断和修正; • 3.如飞机产生坡度时,应盘舵协调地及时修 正,防止飞机带较大坡度接地; • 4.修正偏差时应先制止,后修正,切忌动作 粗猛,以免造成更大的偏差。
拉飘
着陆过程中,飞机向上.拉平低时,粗猛地拉杆; 2.飞机下沉快时,拉杆过量; 3.速度大,油门未收完,拉杆动作不当。 4.在大逆风情况下,空速比地速大得比较多, 如果拉杆动作与无风时相同,也会造成拉 飘。 影响:飞机离地高度增加,减速快,易失速。

7.4惯性导航系统误差分析

7.4惯性导航系统误差分析

(s)
பைடு நூலகம்
(s)
c51 c61
c52 c62
c53 c63
c54 c64
c55 c65
c56
c66
0 0
产生δ λ(t)常值分量
0
惯性导航系统误差分析
结论
• 陀螺漂移是惯导系统误差的主要误差源
• 它能激励舒勒、傅科及地球三种周期振荡,并使速度、 位置及方位产生常值误差分量;
• 特别严重的是使经度误差产生随时间增长的误差,所 以说惯导系统定位误差是积累的;
• 陀螺随机漂移也对惯导系统产生积累的误差。
0
惯性导航系统误差分析
结论
• 加速度计零位误差只产生舒勒周期振荡和傅科 周期振荡分量,不产生地球周期振荡。
• 使惯性平台产生常值误差角分量和位置误差常值分量; • 在位置误差和方位误差中,加速度计零位误差比陀螺常值
漂移的影响小很多; • 惯性平台水平误差是由加速度计零位误差所决定的。
sin zt
Vxs R cos2 y R sin cos z
Vys 0
惯导系统定位误差是随时间而积累
0
惯性导航系统误差分析
误差分析——加速度计零位误差引起的系统误差
常值项与漂移项:
惯性平
台水平精度 是由加速度 计的零位误 差所决定, 即由加速度 计的精度所 决定。
当不忽略
傅科周期时, 亦包含有傅科 周期振荡,而 不包含地球周 期振荡。
0
惯性导航系统误差分析
解误差方程的步骤:
• 假定误差源的性质 • 根据误差源在方程中位置查出相应的系数得到拉式
变换式表示解的形式 • 进行拉式反变换 • 获得解析表达式
0

gnss误差定义及处理方法

gnss误差定义及处理方法

GNSS(全球导航卫星系统)误差是指接收机测量到的定位结果与真实位置之间的差异。

GNSS 定位误差主要由以下几个方面引起:定位系统误差:包括卫星轨道误差、钟差误差、星历误差等,这些误差来自于卫星和导航系统本身。

大气延迟误差:由于信号在穿越大气层时的折射、散射和延迟引起。

大气延迟误差主要包括电离层延迟和对流层延迟。

多径效应:当卫星信号经过多个路径(如建筑物、地形等)反射、绕射或折射后到达接收机,导致接收机接收到多个相位差异较大的信号,从而产生定位误差。

天线相位中心误差:由于天线本身的结构和定位装置的误差等因素,导致信号接收中心与实际位置之间存在差异。

处理GNSS误差的方法包括以下几种:差分定位:利用多个接收机接收到的GNSS信号进行相互比较和校正,通过消除公共误差来提高定位精度。

差分定位包括实时差分定位和后处理差分定位。

实时周跳探测与修复:周跳是指接收机在信号接收过程中出现的相位突变,会导致测量误差。

通过实时检测和修复周跳,可以提高定位精度。

多频率接收机:多频率接收机可以利用不同频率的信号进行测量和校正,以减少大气延迟误差和多径效应的影响。

数据后处理:将接收机记录的原始观测数据进行离线处理,利用更精确的星历和模型来校正误差,并提高定位精度。

外部辅助数据:利用外部辅助数据,如地面参考站观测数据、地球电离层模型等,对误差进行校正和补偿。

精密定位技术:包括载波相位平滑、双差模型、基线解算等精密定位方法,通过更精确的算法和模型来处理误差,实现高精度的定位。

处理GNSS误差的方法和技术因应用需求和精度要求而有所不同。

在实际应用中,根据具体情况选择合适的误差处理方法和技术是提高GNSS定位精度的关键。

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导精度高 、 进场方式灵活 、 抗干扰能力强等特点。
式 中:——方位制导角度值() o; ——任意进近角时飞机接 收到“ 和“ 脉 r t 往” 返” 冲间的时间差( 微秒) ;
— —
在系统工作过程 中, 由于设备 以及周边环境 使 得飞机接收到的微波信号发生变形 , 机载设备解算
陈 茜
( 北京航空航天大学 , 北京 108 ) 003
摘 要; 某型无人机的导引系统需要具备可靠 、 、 精密 可用等特点。文中首先对 比了现行的三种导引系统, 接着说
明微 波着陆系统 ( s 和所有 的无线 电测量系统一样 , m ) 不可避 免地存在 系统误差 。从微波着陆系统 工作 原理 出发 ,
维普资讯
第 3 卷第 2 2 期 2O O6年 3 月
中国测试技术
C A A UR ME T T C 01 H ME S E N E HN 0GY
V0 . 2 N . 13 o 2
Ma.O 6 r2 0
微 波 着 陆导 引 系统 测角 误 差 分析
矧瑚I :i lwress csr n ss m, L isnvalss m e'.h ae fs d cse r a I i c Lk a i l e  ̄u metyt M Se s ei b t lrTipprit i us te m i gil t e l es m k c e x ti t y y e l o s r s d h e n 【 l dg

由于 G S P 和惯导各 自的缺陷 , 因而研究第三类 引导技术—Βιβλιοθήκη 微波着陆系统能否可靠 、 精密引导无
面角度制导天线发射的两次扫描波束 , 再测 出这两
从而得到它所处的位置相对 人机 自 动起降 , 以实现某型无人机 自动起降引导就 个波束之间的时间差 , 于天线轴线( 一般与跑道 中心线相重合) 的方位角。 显 得十 分重要 。本文 主 要讨论 分析 系统 测角误 差 。
出的位置信息与实际位置之间必定存在误差。为 了
以零度 角进 近 时飞 机接 收到 “ 和 往”
“ ” 冲间 的时 间差( 返 脉 微秒 ) 。
M S系统采用 的是空 中导 出, I 脉冲间隔时 间测
收稿 日期 :C51-9 收到修改稿 日期 :051— 2l .00 ; D 20-21 7
量由机载设备完成 。当波束扫过飞机, 机上接收机
置。
可用的问题 。惯导技术近几年发展 很快 , 但是它的
误差随运动载体运动时 间的增加而 累计。而可靠 、
2 测角原理
M s角度的测量是通过机载接收机测量接收到 L
精密 、 自动的引导是无人机 自动起 降成功的关键之

的“ 扫脉 冲与 “ 扫脉冲之间的时间差而完成 往” 返”
的。在比例制导区内, 飞机通过其接收机接收到地
Ke r s Mir w v n ig s s m; rcin me s r - r r y wo d : c o a e l dn y t Di t - a u e e r ; a e e o o ; i i c n l y Er ra ay i Gudn t h oo ; r n ls g e g o s
分析讨论了角度测量过程中存在的误差源, 及其所影响到的角度计算因子。进而给出了来 自 不同误差源的误差概
算, 最终结合系统测角精度要求 , 出了相关设备 的参数选择参考 。 得 关键 词 ; 微波着陆系统 ; 角度测量误差 ; 波束指 向误差 ; 导引技术 ; 误差分析
中图分类号 :M 3 .1 T 90 15 文献标识码 : A 文章编号 :62 9 420 )209-3 17 - 8 (06 0-050 4
tFn l , . ial y
1 引 言
目 前某型无人 机已具备 的导引系统有 G S 惯 P、
导以及微 波着 陆系统 ( L ) P M S 。G S具有技术成熟 、 精度高等特点 , 但是其存在在某种情况下不可靠 、 不
保证飞机在该系统下实现安全可靠的着陆 , 系统误
差必须满足精度要求 , 中给出了方位制导误差源 文 及其计算数学推导 , 以及满足精度要求下 的系统配
微波着陆系统( L ) M S 是新一代飞机精密引导着 则制导 角度值 与脉 冲间隔时 间差 之间的关系 为:


陆系统 , 它是一种工作在 c波段的 自主式飞机进场
着陆系统。该系统与 目前使用 的仪表着陆系统相
{ ( o— t 口 T )・

() 1
比, 具有覆盖范围宽( 方位 ± 0, 角 09 一 5) 引 4p仰 .。 1。、
ss m,n e , aeOl S picpe al f de ' o re 8w l a te fcosh t f c emesrmet yt a dt n bs iMI r il, I z n rsuc sa el soh ra tr ta eth aue n e h n e o a t prmee eet n eepoie p n rc i r n fss m cuayo es rm n. aa t slc osw r rv du o eI r r to yt acrc fm aue e t r i d ue e
Re e r h o a u e n r o ie t n o c o v d y tm s a c fme s r me t r r i d r c i fmir wa e hn mg s s e n o e
C E i H NQa n ( ei nvrt o eo wi n soatsBin o ,hn ) ain U i sy f r ts dAt nuc,e i t  ̄3 C i jg e i A m c a r i jg o a
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