雷达测距和测方位及导航定位演示幻灯片
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《雷达定位与导航》课件
电扫描
利用相位控制天线阵列,通过接收信 号的相位差来确定方向角,精度较高 但技术复杂。
速度测量
多普勒频移法
利用多普勒效应原理,通过测量发射信号与接收信号的频率差来计算相对速度 ,适用于动态目标检测。
跟踪法
通过雷达系统对目标进行连续跟踪,根据目标位置的变化来计算速度,适用于 稳定跟踪场景。
04
导航雷达技术
特点
高灵敏度、低噪声、动态 范围大。
天线
功能
定向发射和接收电磁波。
类型
抛物面型、八木天线、缝隙天线等。
特点
方向性强、增益高、抗干扰能力强。
信号处理系统
功能
对接收到的信号进行加工处理 ,提取有用的信息。
组成
信号处理器、数据处理器等部 分。
技术
脉冲压缩技术、动目标检测技 术等。
特点
处理速度快、精度高、稳定性 好。
雷达定位与导航系统主要由雷达、数据处理设备和终端显示设备等组成。雷达是系统的核心,负责发 射和接收电磁波;数据处理设备负责对接收到的回波进行处理和计算,提取出目标的位置信息;终端 显示设备则将处理后的数据显示出来,供用户使用。
雷达定位与导航的原理
雷达定位与导航的基本原理是利用电磁波传播的特性。雷达发射的电磁波在传播过程中遇到目标后会被反射回来,反射回来 的电磁波会被雷达接收并处理。通过测量电磁波的传播时间、相位变化等信息,可以计算出目标相对于雷达的距离、方位和 高度等参数,从而确定目标的位置和运动轨迹。
总结词
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器来测量物体运动过程中的加速度和角速度,并通过 积分运算来推算物体位置和姿态的方法。
详细描述
惯性导航是一种自主的导航方式,它不依赖于外部信息源,而是通过测量自身的运动状 态来推算位置和姿态。惯性导航系统通常由陀螺仪和加速度计等传感器组成,可以提供 高精度的角速度和加速度信息,并通过积分运算得到位置和姿态信息。这种导航方式常
利用相位控制天线阵列,通过接收信 号的相位差来确定方向角,精度较高 但技术复杂。
速度测量
多普勒频移法
利用多普勒效应原理,通过测量发射信号与接收信号的频率差来计算相对速度 ,适用于动态目标检测。
跟踪法
通过雷达系统对目标进行连续跟踪,根据目标位置的变化来计算速度,适用于 稳定跟踪场景。
04
导航雷达技术
特点
高灵敏度、低噪声、动态 范围大。
天线
功能
定向发射和接收电磁波。
类型
抛物面型、八木天线、缝隙天线等。
特点
方向性强、增益高、抗干扰能力强。
信号处理系统
功能
对接收到的信号进行加工处理 ,提取有用的信息。
组成
信号处理器、数据处理器等部 分。
技术
脉冲压缩技术、动目标检测技 术等。
特点
处理速度快、精度高、稳定性 好。
雷达定位与导航系统主要由雷达、数据处理设备和终端显示设备等组成。雷达是系统的核心,负责发 射和接收电磁波;数据处理设备负责对接收到的回波进行处理和计算,提取出目标的位置信息;终端 显示设备则将处理后的数据显示出来,供用户使用。
雷达定位与导航的原理
雷达定位与导航的基本原理是利用电磁波传播的特性。雷达发射的电磁波在传播过程中遇到目标后会被反射回来,反射回来 的电磁波会被雷达接收并处理。通过测量电磁波的传播时间、相位变化等信息,可以计算出目标相对于雷达的距离、方位和 高度等参数,从而确定目标的位置和运动轨迹。
总结词
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器来测量物体运动过程中的加速度和角速度,并通过 积分运算来推算物体位置和姿态的方法。
详细描述
惯性导航是一种自主的导航方式,它不依赖于外部信息源,而是通过测量自身的运动状 态来推算位置和姿态。惯性导航系统通常由陀螺仪和加速度计等传感器组成,可以提供 高精度的角速度和加速度信息,并通过积分运算得到位置和姿态信息。这种导航方式常
雷达基本工作原理ppt课件
3 对方位分辨率和测方位精度的关系
工作波长越短,天线水平波束宽度越窄,方位分辨率和测方位进 度越高
4 抗杂波干扰能力的关系
工作波长越短,雨雪海浪等对雷达波德反射越强,干扰越大
29
5.2 脉冲宽度对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
脉冲宽度越大,能量越大,作用距离越大
2 对最小作用距离的关系
固定距标圈 荧光屏边缘
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理 Δ t: 往返于天线与目标的时间, C: 电磁波在空间传播速度3×108m/s。
R
=
1 C
×Δ
t
2
2. 雷达测向原理 借助于定向天线 - 扫描.
11
2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
测 (2)
无视线限制
测量目标参数 距离,方位,速度,航向...
导航 (1) 避碰
(2) 定位
7
雷达/ARPA, ECDIS, GPS/DGPS和自动舵构成的自动 船桥系统是未来主要的导航系统
8
1.3雷达考核内容
雷达结构及其工作原理 雷达影像失真的特点及其产生原因 影响雷达正常观测的诸要素 雷达测距/测方位 雷达定位与导航 雷达航标
28
5.1 工作波长对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
正常天气观测较小的物标时,3cm雷达的rmax要比10cm的大 雨雪天,则10cm雷达的rmax要比3cm雷达的大得多
2 对距离分辨率和测距精度的关系
工作波长越短,脉冲前沿越短,测距精度高;脉冲前沿越短,有 利于缩短脉冲宽度,提高距离分辨率
工作波长越短,天线水平波束宽度越窄,方位分辨率和测方位进 度越高
4 抗杂波干扰能力的关系
工作波长越短,雨雪海浪等对雷达波德反射越强,干扰越大
29
5.2 脉冲宽度对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
脉冲宽度越大,能量越大,作用距离越大
2 对最小作用距离的关系
固定距标圈 荧光屏边缘
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理 Δ t: 往返于天线与目标的时间, C: 电磁波在空间传播速度3×108m/s。
R
=
1 C
×Δ
t
2
2. 雷达测向原理 借助于定向天线 - 扫描.
11
2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
测 (2)
无视线限制
测量目标参数 距离,方位,速度,航向...
导航 (1) 避碰
(2) 定位
7
雷达/ARPA, ECDIS, GPS/DGPS和自动舵构成的自动 船桥系统是未来主要的导航系统
8
1.3雷达考核内容
雷达结构及其工作原理 雷达影像失真的特点及其产生原因 影响雷达正常观测的诸要素 雷达测距/测方位 雷达定位与导航 雷达航标
28
5.1 工作波长对使用性能影响
1 对最大作用距离的影响
正常天气观测较小的物标时,3cm雷达的rmax要比10cm的大 雨雪天,则10cm雷达的rmax要比3cm雷达的大得多
2 对距离分辨率和测距精度的关系
工作波长越短,脉冲前沿越短,测距精度高;脉冲前沿越短,有 利于缩短脉冲宽度,提高距离分辨率
最新05导航雷达第五章雷达观测解析PPT课件
(二)雷达测方位精度
影响雷达测方位精度的误差因素也可分为系统误差、 随机误差以及观测者的操作误差等三类。 1.系统误差 波束宽度误 像素误差 艏线误差 罗经指示误差 统一公共基准点误差 方位同步误差及天线主瓣偏离 角与波束不对称误差等。
2.随机误差 船舶运动和气象海况的影响,引起回波闪烁,从而影
响雷达的方位精度。 在船舶横摇时,测方位误差在船舶艏艉方向最大,正横
反之,目标尺寸的增加只是增加了回 波的大小,但回波的亮度并不增强,即 回波强度与目标宽度和高度无关。
【大面积的陆地回波、近距离大型船舶 和雨雪干扰杂波 】
图 5-2-1 辐射单元
二、典型目标观测特性
(一)陆地回波
陆地的回波基本是一 个整体,很难分辨细微的 山岭或建筑物。陆地回波 最有意义的是岸线 。
A.20米 B.19.8海里 C. 20千米 D.以上均不对
bab
4.本船雷达天线海面以上高度16米,前方有半径为2海 里的圆形小岛,四周低,中间为山峰,海面以上高 度为49米,当本船离小岛4海里时,雷达荧光屏上该 岛回波的内缘(离船最近处)对应于小岛的_ 。
A.山峰
B.离船最近的岸线
C. 山峰与岸线间的某处 D.以上均不对
不平整的冰面在屏幕上较稳定,边界明显 。 最危险的是融化剩余的残碎冰山,水面以上不大,但水下 的体积巨大 。
(六)其他海上目标
1、跨海大桥:使通畅的水道看起来无法通行; 2、横跨水道的空中电缆 :点目标 ; 3、低空飞行的飞机 :快速跳跃的回波 。
三、雷达航标
从功能上分:导航雷达航标、搜救寻位雷达航标; 从工作原理上分:无源雷达航标、有源雷达航标。
高大陆地 小岛
波束宽度失真 脉冲宽度失真 河口完全看不见 雷达波束 雷达岸线 实际岸线
影响雷达测方位精度的误差因素也可分为系统误差、 随机误差以及观测者的操作误差等三类。 1.系统误差 波束宽度误 像素误差 艏线误差 罗经指示误差 统一公共基准点误差 方位同步误差及天线主瓣偏离 角与波束不对称误差等。
2.随机误差 船舶运动和气象海况的影响,引起回波闪烁,从而影
响雷达的方位精度。 在船舶横摇时,测方位误差在船舶艏艉方向最大,正横
反之,目标尺寸的增加只是增加了回 波的大小,但回波的亮度并不增强,即 回波强度与目标宽度和高度无关。
【大面积的陆地回波、近距离大型船舶 和雨雪干扰杂波 】
图 5-2-1 辐射单元
二、典型目标观测特性
(一)陆地回波
陆地的回波基本是一 个整体,很难分辨细微的 山岭或建筑物。陆地回波 最有意义的是岸线 。
A.20米 B.19.8海里 C. 20千米 D.以上均不对
bab
4.本船雷达天线海面以上高度16米,前方有半径为2海 里的圆形小岛,四周低,中间为山峰,海面以上高 度为49米,当本船离小岛4海里时,雷达荧光屏上该 岛回波的内缘(离船最近处)对应于小岛的_ 。
A.山峰
B.离船最近的岸线
C. 山峰与岸线间的某处 D.以上均不对
不平整的冰面在屏幕上较稳定,边界明显 。 最危险的是融化剩余的残碎冰山,水面以上不大,但水下 的体积巨大 。
(六)其他海上目标
1、跨海大桥:使通畅的水道看起来无法通行; 2、横跨水道的空中电缆 :点目标 ; 3、低空飞行的飞机 :快速跳跃的回波 。
三、雷达航标
从功能上分:导航雷达航标、搜救寻位雷达航标; 从工作原理上分:无源雷达航标、有源雷达航标。
高大陆地 小岛
波束宽度失真 脉冲宽度失真 河口完全看不见 雷达波束 雷达岸线 实际岸线
最新-第五章雷达定位与导航-PPT文档资料
2.径向扩展
• 发射脉冲宽度τ、接收机通频带宽度△f以及荧 光屏光点直径d会使物标回波在半径方向上产 生扩展。现以点物标为例进行说明。
• 宽度为τ的发射脉冲打到点物标时,显然,回 波的宽度也为τ。宽度为r的回波脉冲通过接收 机放大时,会使回波宽度失真变形,增加约1 /△f的宽度,这样,一个点物标的回波宽度变 成C(τ+1/△f)/2。
第五章 雷达定位与导航
• 雷达定位就是用雷达测出物标的距离和 /或方位,在海图上作图求出自己的船 位。
• 要船位准确就要做到: • (1)物标要认得准、选得合适; • (2)测量方法要正确; • (3)测量数据要准; • (4)测量速度要快
第一节 物标的雷达图像
• 雷达是用以一定速度(15—30r/min)匀速顺时 针旋转的定向天线向外发射具有一定宽度的 (o.05—2 us)超高频无线电脉冲波并定向接收 从物标反射回来的回波,由显示器根据电波从 天线至物标间往返所经历的时间计算的距离及 接收天线送来的方位信号,以加强亮点的方式 在荧光屏上显示物标的相对于本船的距离和方 位。因此,物标的雷达图像不同于物标实际的 形状。也不同于海图上标志的形状。主要区别 有如下几个方面:
• 显示器荧光屏在显示物标回波时,是由扫描光 点的移动形成的。这样,会使回波沿半径方向
向里和向外各伸展半个光点直径。荧光屏上一
个光点直径相当于海面上的实际距离为2R·d/ D,则点物标回波两端各伸展的距离为:
•
R·d/D
• 式中: R—量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ;
•
d—光点直径;
•
D——荧光屏直径。
• 综合起来说,一个点物标将沿半径方向 向内伸展Rd/D的距离,向外伸展C(τ+1/ △f)/2+Rd/D的距离,如图5—1—4所示。
第6章雷达目标距离的测量ppt课件
全微分, 得到
dR
R c
dc
R tR
dtR
R c
dc
c 2
dtR
用增量代替微分, 可得到测距误差为
R
R c
c
c 2
tR
(6.1.2)
式中, Δc为电波传播速度平均值的误差; ΔtR为测量目标回波延迟
时间的误差。
第 6 章 目标距离的测量
由式(6.1.2)可看出, 测距误差由电波传播速度c的变化Δc以 及测时误差ΔtR两部分组成。
雷达以fr1和fr2的重复频率交替发射脉冲信号。通过记忆重 合装置, 将不同的fr发射信号进行重合, 重合后的输出是重复频 率fr的脉冲串。同样也可得到重合后的接收脉冲串, 二者之间的 时延代表目标的真实距离, 如图6.6(a)所示。
第 6 章 目标距离的测量
发 fr1 收 fr1 t1
发 fr2 收 fr2 t2
自动测距时的测量误差与测距系统的结构、系统传递函数、 目标特性(包括其动态特性和回波起伏特性)、干扰(噪声)的强度 等因素均有关系, 详情可参考测距系统有关资料。
第 6 章 目标距离的测量
当混杂噪声为限带高斯白噪声,输入信号的复调制函数为
u(t), 输入x(t)=u(t)+n(t)经匹配滤波器输出取包络后,求信号最大
tR
tR Tn0
tR
(a)
图 6.6 (a) 用双重高重复频率测距; (b) “舍脉冲”法判模糊
第 6 章 目标距离的测量
AM-2
AM-2
发射AM A1 A2 A3 A4 … AM-3 AM-1 AM A1 A2 A3 A4 … AM-3 AM-1 AM
脉冲
…
…
雷达操作演示幻灯片
5.脉冲宽度按选择开关(PULSE LENGTH SELECTOR) 该控钮用来选择发射脉冲的脉冲宽度,以适应远、
近量程不同的使用要求,一般设有2-3种宽度。有部分雷 达不单独设次开关,由量程开关同轴转换。在转换脉冲 宽度的同时,也转换了通频带宽度
6
第一节 船用雷达的主要控钮
三、抑制杂波的控钮
1.海浪干扰抑制(STC/SEA/ANTI-CLUTTER SEA) 该控钮用来调整一个随时间按指数规律变化的脉冲电
的一个微分电路FTC,将宽回波视频信号微分变窄,突 出了回波的前沿,以此抑制雨雪等大片连续干扰回波。 注意:使用该控钮时突出了目标的前沿,但微分处理同 时也削弱了目标回波,因此该控钮在雨雪天要酌情调节, 达到既去除雨雪干扰杂波,又不丢失雨雪中物标回波的 效果。
9
第一节 船用雷达的主要控钮
4.极化选择开关(POLARIZATION) 该控钮用于选择雷达天线发射波的极化类型,一
关小 3.雾航、夜航等情况下频繁使用雷达时,暂时不用只关
高压 4.发射前必须预热 3 分钟,紧迫情况可用“紧急”开关,
但尽量少用 5.正确使用和调节各种控钮,以获得最佳雷达图像
24
2
第一节 船用雷达的主要控钮
两档开关(POWER/TRANSMIT) 三档开关(OFF/STAND-BY/ON) 1)关(OFF):整个电源切断 2)预备(STAND-BY):各分机低压电源供电,发射机
的特高压电源除外,该档位需停留3-5min,给发射机 的磁控管阴极预热 3)发射(ON):磁控管充分预热后,开关置于ON档, 此时发射机加上特高压,开始发射。 注意:短时间不用雷达时,将开关置于STAND-BY档, 延长磁控管寿命
第四章 船用雷达的操作安装维护
近量程不同的使用要求,一般设有2-3种宽度。有部分雷 达不单独设次开关,由量程开关同轴转换。在转换脉冲 宽度的同时,也转换了通频带宽度
6
第一节 船用雷达的主要控钮
三、抑制杂波的控钮
1.海浪干扰抑制(STC/SEA/ANTI-CLUTTER SEA) 该控钮用来调整一个随时间按指数规律变化的脉冲电
的一个微分电路FTC,将宽回波视频信号微分变窄,突 出了回波的前沿,以此抑制雨雪等大片连续干扰回波。 注意:使用该控钮时突出了目标的前沿,但微分处理同 时也削弱了目标回波,因此该控钮在雨雪天要酌情调节, 达到既去除雨雪干扰杂波,又不丢失雨雪中物标回波的 效果。
9
第一节 船用雷达的主要控钮
4.极化选择开关(POLARIZATION) 该控钮用于选择雷达天线发射波的极化类型,一
关小 3.雾航、夜航等情况下频繁使用雷达时,暂时不用只关
高压 4.发射前必须预热 3 分钟,紧迫情况可用“紧急”开关,
但尽量少用 5.正确使用和调节各种控钮,以获得最佳雷达图像
24
2
第一节 船用雷达的主要控钮
两档开关(POWER/TRANSMIT) 三档开关(OFF/STAND-BY/ON) 1)关(OFF):整个电源切断 2)预备(STAND-BY):各分机低压电源供电,发射机
的特高压电源除外,该档位需停留3-5min,给发射机 的磁控管阴极预热 3)发射(ON):磁控管充分预热后,开关置于ON档, 此时发射机加上特高压,开始发射。 注意:短时间不用雷达时,将开关置于STAND-BY档, 延长磁控管寿命
第四章 船用雷达的操作安装维护
雷达测距和测方位及导航定位演示幻灯片
利用雷达测得的物标距离和方位,进行海图作业, 求得本船船位的过程
单物标方位、距离定位(简单、快速) 两方位线交角为90,精度较高 正横距离定位是特例 注意:物标不能认错
22
两个或三个物标距离定位(精度最高)
23
两个或三个物标方位定位 优点:作图方便、迅速、便于辨认 缺点:方位误差较大 注意:尽量采用三方位定位
时间间隔发射信号. 固定频率式: 在雷达工作
频率之外,需另配设备。 雷达信标干扰:信号过强,
用FTC抑制干扰。
19
雷达收救应答器(SART-search and rescue
radar transponder)
频率: X 波段 工作方式: 当被雷达发射脉冲(5n mile以内)触发
后0.5 μs,快速扫描。(12个短脉冲,全长8n mile)
距离避险线
28
方位避险线:参考物标、危险物的连线与计划航线 水平或接近水平时使用
航向
3 n mile
1.选择参照物;
方位避险线
2.测真方位;
3.确定安全方位;
4.保持船舶航行在方位避险线安全的一侧。
Range 12 nm
29
雷达导航注意事项
做好导航准备
仔细研究航区情况和计划航线情况 找到主要物标,转向点位置,转向数据,导航物标及危险物的位
5
2. 船舶状态
大风天,船首偏荡时,船首向上相对运动 显示方式时,图像会产生移动,边缘模糊, 测方位产生较大误差
船舶摇摆倾斜时,会产生方位误差 船舶摇摆方向垂直的及偶点方向上误差最
大
6
3. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 显示方式选择不当 读数方法不当
单物标方位、距离定位(简单、快速) 两方位线交角为90,精度较高 正横距离定位是特例 注意:物标不能认错
22
两个或三个物标距离定位(精度最高)
23
两个或三个物标方位定位 优点:作图方便、迅速、便于辨认 缺点:方位误差较大 注意:尽量采用三方位定位
时间间隔发射信号. 固定频率式: 在雷达工作
频率之外,需另配设备。 雷达信标干扰:信号过强,
用FTC抑制干扰。
19
雷达收救应答器(SART-search and rescue
radar transponder)
频率: X 波段 工作方式: 当被雷达发射脉冲(5n mile以内)触发
后0.5 μs,快速扫描。(12个短脉冲,全长8n mile)
距离避险线
28
方位避险线:参考物标、危险物的连线与计划航线 水平或接近水平时使用
航向
3 n mile
1.选择参照物;
方位避险线
2.测真方位;
3.确定安全方位;
4.保持船舶航行在方位避险线安全的一侧。
Range 12 nm
29
雷达导航注意事项
做好导航准备
仔细研究航区情况和计划航线情况 找到主要物标,转向点位置,转向数据,导航物标及危险物的位
5
2. 船舶状态
大风天,船首偏荡时,船首向上相对运动 显示方式时,图像会产生移动,边缘模糊, 测方位产生较大误差
船舶摇摆倾斜时,会产生方位误差 船舶摇摆方向垂直的及偶点方向上误差最
大
6
3. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 显示方式选择不当 读数方法不当
2019年-第五章雷达定位与导航-PPT精选文档
(3)波束宽度θH及光点直径d引 起的图像方位扩展大小的比较
• 由上述())和(2)可知,不管物标在荧光屏上哪个 位置,由θH引起的方位扩展均是θH/2。
• 光点直径d引起的影响则不同:光点离扫描中 心越近,光点直径d引起的方位扩展越大;光 点离扫描中心越远,光点直径引起的方位扩展 越小。假定在某处,光点直径d引起的方位扩 展(角度)与水平波束宽度θH相等,则有:
• 物标回波图像的横向(方位)扩展虽然可 提高雷达探测物标的能力,但降低了雷 达的方位分辨率和测方位精度。
第二节 雷达干扰和假回波
• 一、雷达干扰 • 船用导航雷达的荧光屏上除了显示实际
• 此外,目标闪烁和控钮调节不当等也可 能引起物标雷达回波图像的径向扩展。
• 物标回波图像的径向扩展降低了雷达的 距离分辨率,可能使相邻的两个物标回
波连成一个回波,也降低了雷达的测距 精度,但可提高雷达的探测能力。
二、图像的横向(方位)扩展和缩小
• 1 横向缩小 • 如前述,雷达地平和阴影扇形的影响会使回波
图像的横向宽度缩小。 • 此外,由于物标两端的反射性能差、雷达性
能差以及控钮调节不当也会使物标两端的回波 减弱,乃至丢失,造成整个物棕图像的横向宽 度缩小。从显示器荧光屏上物标回波形成的过 程看,回波亮度的分布是中间亮度最强。两侧 较暗。若扫描亮度、增益控钮稍些,波的两侧 边缘也会向中缩。
•
• 物标回波图像的横向缩小可提高雷达的 方位分辨率,但可能丢尖物标的真正边 缘.造成雷达测方位的误差。
• DR=2.23√h • h-天线在海面上的高度,单位为m。
• Dmax=2.23(√h1+√h2)
• 此外,由于物标边缘反射性能差、雷达 性能差及控钮调节不当等原因也可能使 物标边缘丢失,造成回波图像的径向缩 小。
雷达原理目标距离的测量PPT课件
R
R c
c
c 2
tR
式中, Δc为电波传播速度平均值的误差; ΔtR为测量目标回波延迟时间的误差。
第27页/共161页
6.1 脉冲法测距
R
R c
c
c 2
tR
由式可看出, 测距误差由电波传播速度c的变化Δc以及测时误差ΔtR两部 分组成。
误差按其性质可分为系统误差和随机误差两类。
系统误差是指在测距时, 系统各部分对信号的固定延时所造成的误差, 系统 误差以多次测量的平均值与被测距离真实值之差来表示。
300100.3725 707Km
(3)SWELLINGⅠ型起伏时,由图 5.15 查得信噪比附加 8dB,相参积累 20 的改善为 13dB,对作用距离影
响 (13 8) / 4 1.25dB 1.33 , 作 用 距 离 为 : 300 1.33 400Km
第7页/共161页
第五章 作业解题方法
接收灵敏度 Simin 114dBm10lg0.8562510lg1512.5 90.4dBm 不考虑地面反射、大器衰减时的最大作用距离为
1
Rmax
3 108
4 2
62
0.12
4 15
10 9.04
4
194 Km
第12页/共161页
第五章 作业解题方法
与直视距离综合后为
187.6Km。仰角为
0.923
第4页/共161页
第五章 作业解题方法
7、解:
由图 5.7 在 Pfa 106, Pd 50%时,查得检测因子为 11.2dB,
在 Pfa 1012, Pd 90% 时,查得检测因子为 16.3dB;
由表 5.2,小型战斗机=2m2,大型远程轰炸机=40m2,
雷达测距和测方位及导航定位共33页文档
里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
雷达测距和测方位及导航定位
6、法律的基础有两个,而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力,那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起,可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的,因为好人用不着它们,而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
雷达测距和测方位及导航定位
6、法律的基础有两个,而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力,那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序,有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起,可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的,因为好人用不着它们,而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
第五章雷达定位与导航
5.明暗扇形干扰
• 这是由于接收机中AFC(自动频率控制)电 路失调引起的,是一种故障现象。关掉 AFC电路,改用手动凋谐,雷达仍可正 常工作。
二、雷达假回波
• 在雷达荧光屏上显示回波图像的位置。 在实际上并不存在物标,这种回波称为 假回波。船用导航雷达的假回波有如下 几种:
1.间接反射假回波
• (2)使用圆极化天线可较好地抑制雨雪干扰,但 可能丢失圆球形等对称体物标回波,并使雷达 探测能力降低约50%。因此,好天气及远距离 探测时不应使用它。另外,在水平极化与圆极 化天线问进行转换操作时,应在中间R′DY位置 停—下。
(3)使用S波段雷达,也可在一定程度减弱雨雪干 扰。
(4)使用CFAR处理电路也可较好地抑制雪雨干扰。
• 物标回波图像的横向(方位)扩展虽然可 提高雷达探测物标的能力,但降低了雷 达的方位分辨率和测方位精度。
第二节 雷达干扰和假回波
• 一、雷达干扰 • 船用导航雷达的荧光屏上除了显示实际
物标的回波外,还会显示一些干扰杂波, 影响正常的雷达观测。这些干扰杂波主 要是海浪干扰、雨雪干扰、同频雷达干 扰、电火花干扰以及明暗扇形干扰等, 面简单介绍它们的特点及抑制的方法。
• (2)可适当减小量程,使干扰的影响减弱。 • (3)改用另一频段雷达工作。
4.电火花干扰
• 雷达荧光屏上出现的电火花干扰有多种。 有的是在固定位置上出现不规则的亮线, 这一般是偏转线圈电刷和滑环接触不良 引起的。有的是位置不定的径向亮线, 这可能是机内电源、发射机、接收机等 有关器件跳火形成的,这是故障现象, 应立即检查、排除后再使用。后一种情 况,也可能是天电干扰或附近电焊工作 引起的,一般影响不大。
2.横向扩展
• 物标回波在荧光屏上显示时也会产生横 向扩展.其主要原因是天线的水平波束 宽度θH和荧光屏的光点直径d。
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船舶摇摆时,在正平时测量, 选摇摆轴垂直方向侧方位, 避免测偶点方位的物标方位
8
第五节 雷达定位选择物标的原则
几种雷达物标的回波特性
浮标,船舶,冰山,建筑物,岸线,悬 崖和陡壁,海中小岛,陆上山丘和大山, 过江电缆,快速物标
雷达定位选择物标的原则:选择
便于观察的物标(稳定、明亮、海图上易找) 近距离物标(因为远易搞错) 多位置线物标,物标十分可靠时才可单物标定
第四节 雷达测距和测方位
雷达测距
影响雷达测距误差的因素
• 设备性能因素 • 操作者技术因素
测距注意事项
雷达测方位
影响雷达测访位误差的因素
设备性能因素 船舶状态 操作者技术因素
测方位注意事项
1
1. 设备性能因素
计时精度--同步误差:扫描起始时间与发射脉冲 离开天线时间不同步;用延时线加以消除
被动式的有源雷达信标(雷达应答器) 可测距和方位 延时0.5μs ,应答编码。 用雷达工作频率,每隔一定时间发射一次。 回答信号:莫尔斯码 探测距离:十几海里以内 间接回波的干扰及多台雷达脉冲紊乱
17
Racon
Racon clutter
18
方位信标 (Ramark)
有源主动雷达信标 扫频式: X 波段, 按固定的
14
过江电缆与快速物标
过江电缆是良好的导体,只当雷达波束垂 直于电缆时方有回波,即是一亮点而不是 一条直线。
由于雷达天线转速较慢,对于水上飞机和 水翼艇等高速物标,图像为点线状断续回 波,很难判断方向。
15
第六节 雷达应答标和搜救雷达应答器
雷达应答标 搜救雷达应答器
16
应答标(Racon-radar responder beacon)
4
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 设备性能因素
水平波束宽度及形状不对称 方位扫描系统的角数据传递误差 船首标志的宽度及位置误差 波束主瓣轴线方向偏移 方位刻度盘几何中心与扫描中心不重合 方位测量设备的误差 光点直径的影响 罗经复示器误差 视差 IMO规定:测量位于荧屏边缘的物标方位精度应
为1°或优于± 1 ° 。船首标志位置误差最大不能 大于± 1 ° ,宽度不大于0.5。
位
9
船舶反射性能
回波强度取决于: 视角:正横方向大于首尾方向 大小尺寸:大船大于小船 照射面积:空载大于满载 物标质地:钢铁结构大于木船或玻璃钢船 表面结构:滚装船大于满载的油轮
10
浮标等小物标特点
高度低,体积小; 成球形,圆柱形,圆锥形,杆形; 探测距离大约60.5n mile 角反射器: 在一个很宽的角度范围内,电磁波射
利用雷达测得的物标距离和方位,进行海图作业, 求得本船船位的过程
单物标方位、距离定位(简单、快速) 两方位线交角为90,精度较高 正横距离定位是特例 注意:物标不能认错
7
测方位注意事项
选用X波段雷达 选合适的物标 选适当的量程 随时掌握测距装置的误差 控钮应调至最佳状态 选择正确的切点
点物标应测回波中心方位。 大物标应测岸角 用EBL与回波的同侧外缘相切
选择正确的测量顺序
先首尾,后正横
用机械方位标尺测量时,应将扫描中心调至荧屏中心 尽量选用真北向上显示方式,调准船首标志线 克服风浪影响
3
测距注意事项
选用X波段雷达 选合适的物标 选适当的量程 随时掌握测距装置的误差 控钮应调至最佳状态 选择正确的切点
岸线在雷达地平内,测岸线距离定位,距标内沿与回波 内沿相切
岸线在雷达地平外,测山峰的距离定位,距标外沿与回 波外沿相切
选择正确的测量顺序
先正横,后首尾
不测余辉的距离
时间间隔发射信号. 固定频率式: 在雷达工作
频率之外,需另配设备。 雷达信标干扰:信号过强,
用FTC抑制干扰。
19
雷达收救应答器(SART-search and rescue
radar transponder)
频率: X 波段 工作方式: 当被雷达发射脉冲(5n mile以内)触发
后0.5 μs,快速扫描。(12个短脉冲,全长8n mile)
9.2~9.5GHz
δt 7.5+1(us )
SART signal format 0.4+0.1(us )
>100us
Receiver band width
<10us
SART echo
扫频式:可使雷达本振频率失调,无法接收海面 正常情况。只能接收SART信号。
20
雷达收救应答器
21
第七节 雷达定位
滩回波较弱,与海图不一致;有植物除外 岸边大浪可增加岸线的探测距离 视角合适时,回波前沿明亮,清晰、形状
基本与海图一致 防波堤、码头、人造陆地都是很好的定位
物标
13
海中小岛,陆上山丘和大山
海中小岛一般较陡,可用作定位依据。 山丘和大山回波是片状的亮回波,高度越
高探测距离越远,坡度越陡回波越强,表 面状态好回波强度好。
测量设备:固定距标与活动距标的误差 时间平滑精度:扫描锯齿波的非线性引起固定距
标不等距 光点大小:光点直径的扩展影响 天线高度 目标亮度:目标闪烁等 IMO规定:利用距标测量物标距离误差不能超过所
用量程最大距离的1.5%或70m中较大者
2
2. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 读数的准确度不准
进入角内的能量将以完全相反的方向反射出来。 从而增大发现这些航标的距离。 缺点:无编码识别,易混淆。
11
冰山的回波特性
是较差的雷达物标 探测距离:见P207 危险物标:葫芦形小冰山 注意:平静海面上的表面光滑的连续冰区 表面粗糙,高矮不一的冰障同海浪干扰
12
建筑物、岸线、悬崖和陡岸
大群建筑物回波强,难于辨认。 低而平坦、表面光滑、坡度斜缓的泥潭沙
5
2. 船舶状态
大风天,船首偏荡时,船首向上相对运动 显示方式时,图像会产生移动,边缘模糊, 测方位产生较大误差
船舶摇摆倾斜时,会产生方位误差 船舶摇摆方向垂直的及偶点方向上误差最
大
6
3. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 显示方式选择不当 读数方法不当
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第五节 雷达定位选择物标的原则
几种雷达物标的回波特性
浮标,船舶,冰山,建筑物,岸线,悬 崖和陡壁,海中小岛,陆上山丘和大山, 过江电缆,快速物标
雷达定位选择物标的原则:选择
便于观察的物标(稳定、明亮、海图上易找) 近距离物标(因为远易搞错) 多位置线物标,物标十分可靠时才可单物标定
第四节 雷达测距和测方位
雷达测距
影响雷达测距误差的因素
• 设备性能因素 • 操作者技术因素
测距注意事项
雷达测方位
影响雷达测访位误差的因素
设备性能因素 船舶状态 操作者技术因素
测方位注意事项
1
1. 设备性能因素
计时精度--同步误差:扫描起始时间与发射脉冲 离开天线时间不同步;用延时线加以消除
被动式的有源雷达信标(雷达应答器) 可测距和方位 延时0.5μs ,应答编码。 用雷达工作频率,每隔一定时间发射一次。 回答信号:莫尔斯码 探测距离:十几海里以内 间接回波的干扰及多台雷达脉冲紊乱
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Racon
Racon clutter
18
方位信标 (Ramark)
有源主动雷达信标 扫频式: X 波段, 按固定的
14
过江电缆与快速物标
过江电缆是良好的导体,只当雷达波束垂 直于电缆时方有回波,即是一亮点而不是 一条直线。
由于雷达天线转速较慢,对于水上飞机和 水翼艇等高速物标,图像为点线状断续回 波,很难判断方向。
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第六节 雷达应答标和搜救雷达应答器
雷达应答标 搜救雷达应答器
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应答标(Racon-radar responder beacon)
4
ห้องสมุดไป่ตู้
1. 设备性能因素
水平波束宽度及形状不对称 方位扫描系统的角数据传递误差 船首标志的宽度及位置误差 波束主瓣轴线方向偏移 方位刻度盘几何中心与扫描中心不重合 方位测量设备的误差 光点直径的影响 罗经复示器误差 视差 IMO规定:测量位于荧屏边缘的物标方位精度应
为1°或优于± 1 ° 。船首标志位置误差最大不能 大于± 1 ° ,宽度不大于0.5。
位
9
船舶反射性能
回波强度取决于: 视角:正横方向大于首尾方向 大小尺寸:大船大于小船 照射面积:空载大于满载 物标质地:钢铁结构大于木船或玻璃钢船 表面结构:滚装船大于满载的油轮
10
浮标等小物标特点
高度低,体积小; 成球形,圆柱形,圆锥形,杆形; 探测距离大约60.5n mile 角反射器: 在一个很宽的角度范围内,电磁波射
利用雷达测得的物标距离和方位,进行海图作业, 求得本船船位的过程
单物标方位、距离定位(简单、快速) 两方位线交角为90,精度较高 正横距离定位是特例 注意:物标不能认错
7
测方位注意事项
选用X波段雷达 选合适的物标 选适当的量程 随时掌握测距装置的误差 控钮应调至最佳状态 选择正确的切点
点物标应测回波中心方位。 大物标应测岸角 用EBL与回波的同侧外缘相切
选择正确的测量顺序
先首尾,后正横
用机械方位标尺测量时,应将扫描中心调至荧屏中心 尽量选用真北向上显示方式,调准船首标志线 克服风浪影响
3
测距注意事项
选用X波段雷达 选合适的物标 选适当的量程 随时掌握测距装置的误差 控钮应调至最佳状态 选择正确的切点
岸线在雷达地平内,测岸线距离定位,距标内沿与回波 内沿相切
岸线在雷达地平外,测山峰的距离定位,距标外沿与回 波外沿相切
选择正确的测量顺序
先正横,后首尾
不测余辉的距离
时间间隔发射信号. 固定频率式: 在雷达工作
频率之外,需另配设备。 雷达信标干扰:信号过强,
用FTC抑制干扰。
19
雷达收救应答器(SART-search and rescue
radar transponder)
频率: X 波段 工作方式: 当被雷达发射脉冲(5n mile以内)触发
后0.5 μs,快速扫描。(12个短脉冲,全长8n mile)
9.2~9.5GHz
δt 7.5+1(us )
SART signal format 0.4+0.1(us )
>100us
Receiver band width
<10us
SART echo
扫频式:可使雷达本振频率失调,无法接收海面 正常情况。只能接收SART信号。
20
雷达收救应答器
21
第七节 雷达定位
滩回波较弱,与海图不一致;有植物除外 岸边大浪可增加岸线的探测距离 视角合适时,回波前沿明亮,清晰、形状
基本与海图一致 防波堤、码头、人造陆地都是很好的定位
物标
13
海中小岛,陆上山丘和大山
海中小岛一般较陡,可用作定位依据。 山丘和大山回波是片状的亮回波,高度越
高探测距离越远,坡度越陡回波越强,表 面状态好回波强度好。
测量设备:固定距标与活动距标的误差 时间平滑精度:扫描锯齿波的非线性引起固定距
标不等距 光点大小:光点直径的扩展影响 天线高度 目标亮度:目标闪烁等 IMO规定:利用距标测量物标距离误差不能超过所
用量程最大距离的1.5%或70m中较大者
2
2. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 读数的准确度不准
进入角内的能量将以完全相反的方向反射出来。 从而增大发现这些航标的距离。 缺点:无编码识别,易混淆。
11
冰山的回波特性
是较差的雷达物标 探测距离:见P207 危险物标:葫芦形小冰山 注意:平静海面上的表面光滑的连续冰区 表面粗糙,高矮不一的冰障同海浪干扰
12
建筑物、岸线、悬崖和陡岸
大群建筑物回波强,难于辨认。 低而平坦、表面光滑、坡度斜缓的泥潭沙
5
2. 船舶状态
大风天,船首偏荡时,船首向上相对运动 显示方式时,图像会产生移动,边缘模糊, 测方位产生较大误差
船舶摇摆倾斜时,会产生方位误差 船舶摇摆方向垂直的及偶点方向上误差最
大
6
3. 操作者技术因素
控钮调节不当 量程选用不当 测量切点选择不当 测量顺序不当 对物标的选择不当 测量时船舶状态不适 显示方式选择不当 读数方法不当