雷达定位PPT课件
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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
《雷达定位与导航》课件
3 方位测量
雷达利用天线的旋转或 相控阵技术来确定目标 的方位角。
雷达定位的应用领域
军事
雷达在军事领域中用于目标探测、目标跟踪 和导弹制导等方面。
航空
雷达在航空领域中用于飞行管制、地面导航 和防撞系统等。
气象
雷达可以检测大气中的降水、雷暴等天气现 象,用于气象预报和监测。
海洋
雷达可用于海洋中的船舶定位、海上目标探 测和导航等。
雷达导航的应用领域
航天
雷达导航在航天领域中用于卫星定位和航天 器导航。
航空
雷达导航在航空领域中用于飞行导航和空中 交通管制。
航海
雷达导航在航海领域中用于船舶定位和海上 导航。
陆地
雷达导航在陆地领域中用于车辆导航和位置 服务等。
雷达导航系统的组成
1 定位器件
包括雷达天线、传感器 和接系统通过卫星和地面设备共同工作,实现全球范围的导航和定位功 能。
卫星导航系统的发展历程
1
GPS系统
美国开发的全球定位系统,成为卫星
GLONASS系统
2
导航的先驱。
俄罗斯开发的全球卫星导航系统。
3
北斗系统
中国开发的全球卫星导航系统。
雷达信号处理器
用于对雷达信号进行处理和分 析的装置。
雷达信号处理技术概述
雷达信号处理技术包括目标检测、滤波、参数估计和图像重建等方面,旨在 提取目标信息并实现目标定位与跟踪。
雷达信号处理的主要方法
1
雷达脉冲压缩
通过信号处理方法,压缩脉冲雷达接收信号,提高距离和速度分辨率。
2
自适应波束形成
根据环境和目标情况,实时调整雷达天线的发射和接收模式,实现波束的优化。
雷达定位的分类
雷达系统PPT课件
RCS:目标的单基地雷达截面积(m2); Gt和Gr:分别为目标方向雷达发射、接收天线增益; D0:雷达系统抗干扰因子; Rt:目标与雷达之间的距离(m); Lt:雷达发射综合损耗; Lr:雷达接收综合损耗; LAtm:电磁波在大气中的传输损耗; λ:雷达系统的工作波长(m)。
(1)脉冲雷达方程
设Pt为雷达系统的发射功率,Gt为雷达天线增益,Gr 为雷达天线增益,目标的等效反射截面为RCS, Pt为雷 达发射功率,Rt为目标与雷达之间的距离,Lt为雷达的发 射机馈线损耗,Lr为雷达的接收馈线损耗。
雷达系统接收功率Prs:
Prs
PtGtGr2 •RCS (4)3Rt4Lt Lr
目标的运动速度测定:当目标和雷达之间存在着相对位 置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变 量称为多普勒频移,据此确定目标的相对径向速度。
14
雷 地面雷达:高塔、车、船、地基等为雷达平台
达 平
空载雷达:飞机、导弹、气球、飞艇等
台 天基雷达:卫星、飞船、空间站、航天飞机等
电磁波的特性:
15
1.4 雷达系统的基本方程
P jG jK jP tG t4 •R R C t4S•R 2 j •G G t(t )•L p o lL L tjL f
自卫式干扰 (Rt=Rj,Gt=Gt(θ)):
Kj
4PjGjR2j • Lt
PtGt •RCS LpolLjLf
PjGj KjPt4GtR •2 jRCS•LpolL LtjLf 21
以FPGA和宽带 ADC器件为核心构 成的宽带雷达信号
处理系统
以高速DSP器件为 核心构成的雷达
信号处理系统
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
(1)脉冲雷达方程
设Pt为雷达系统的发射功率,Gt为雷达天线增益,Gr 为雷达天线增益,目标的等效反射截面为RCS, Pt为雷 达发射功率,Rt为目标与雷达之间的距离,Lt为雷达的发 射机馈线损耗,Lr为雷达的接收馈线损耗。
雷达系统接收功率Prs:
Prs
PtGtGr2 •RCS (4)3Rt4Lt Lr
目标的运动速度测定:当目标和雷达之间存在着相对位 置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变 量称为多普勒频移,据此确定目标的相对径向速度。
14
雷 地面雷达:高塔、车、船、地基等为雷达平台
达 平
空载雷达:飞机、导弹、气球、飞艇等
台 天基雷达:卫星、飞船、空间站、航天飞机等
电磁波的特性:
15
1.4 雷达系统的基本方程
P jG jK jP tG t4 •R R C t4S•R 2 j •G G t(t )•L p o lL L tjL f
自卫式干扰 (Rt=Rj,Gt=Gt(θ)):
Kj
4PjGjR2j • Lt
PtGt •RCS LpolLjLf
PjGj KjPt4GtR •2 jRCS•LpolL LtjLf 21
以FPGA和宽带 ADC器件为核心构 成的宽带雷达信号
处理系统
以高速DSP器件为 核心构成的雷达
信号处理系统
11
(5) T/R组件
微波光子 收发组件
第五章雷达定位
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
§5.4 雷达航标
5.4.1 角反射器
在一个很宽的角度范围内,电磁波入射进入 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。
角反射器通常用于:
1. 浮标/木制渔船(2-6 n mile) 2. 救生艇(3-7n mile)
• 选择包含目标的小量程。 • 确定扫描中心是否在荧光屏中心。 • 先测前后目标,后测左右目标。 • 选择突出点.点物标,直角边缘。 • 经常检查显示效果. • 海况较差时, 防止测偶点方向的方位(倾斜摇摆误差).
§5.2 雷达定位
5.2.1 目标选择
回波应稳定,明亮清晰,在海图上容易查找。 近距离可靠目标。 多目标定位。
第五章 雷达定位
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
两物标距离定位
§5.1 距离方位测量
5.1.1 测距
• 选择饱含目标的小量程. • 用距标圈内切目标前沿. • 先测左右目标,后测前后目标. • 经常检查距标圈以保证测量准确. • 避免测量目标后沿.
5.1.2 测方位
5.2.2 定位精度
1. 3 距离定位. 3. 2 距离. 5.单物标距离+方位. 7. 2方位.
2. 2 距离 +1 方位. 4. 2 方位+1距离. 6. 3方位.
对航海雷达:
测距定位优于测方位定位. 近距离物标定位优于远距离物标定位. 3 线定位优于 2 线定位. 定位线交角: 2-90°,3-120°. 尽量选择孤立的目标.
缺点:无编码识别,易混淆。
5.4.2 方位信标 (Ramark)
军用雷达技术课件ppt
2021/3/10
8
雷达分类
• 按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累 和非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多 普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。 • 按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控 阵雷达等。 • 按雷达频段分,可分为超视距雷达、微波雷达、毫 米波雷达以及激光雷达等。
• 侦察与地形显示雷达
2021/3/10
路基雷达
17 2021/3/10
18
• 航行雷达 • 航海雷达
用于航行保障 • 地形跟随与地物回避雷达
• 着陆(舰)雷达
2021/3/10
19
雷达技术发展史
2021/3/10
20
未来雷达技术发展方向
2021/3/10
21
谢谢!
2021/3/10
放映结束 感谢各位的批评指导!
1
军用雷达技术
2021/3/10
2
雷达简介
• 雷达,是英文Radar的音译,源于radio detection and ranging的缩写,原意为"无线电探测和测距", 即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。 因此,雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波 探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射 并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距 离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
2021/3/10
3早期雷达20213/104雷达组成
• 各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式 是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收 天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据 录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
2021/3/10
早期军用雷达
8
雷达分类
• 按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累 和非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多 普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。 • 按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控 阵雷达等。 • 按雷达频段分,可分为超视距雷达、微波雷达、毫 米波雷达以及激光雷达等。
• 侦察与地形显示雷达
2021/3/10
路基雷达
17 2021/3/10
18
• 航行雷达 • 航海雷达
用于航行保障 • 地形跟随与地物回避雷达
• 着陆(舰)雷达
2021/3/10
19
雷达技术发展史
2021/3/10
20
未来雷达技术发展方向
2021/3/10
21
谢谢!
2021/3/10
放映结束 感谢各位的批评指导!
1
军用雷达技术
2021/3/10
2
雷达简介
• 雷达,是英文Radar的音译,源于radio detection and ranging的缩写,原意为"无线电探测和测距", 即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。 因此,雷达也被称为“无线电定位”。利用电磁波 探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射 并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距 离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
2021/3/10
3早期雷达20213/104雷达组成
• 各种雷达的具体用途和结构不尽相同,但基本形式 是一致的,包括:发射机、发射天线、接收机、接收 天线,处理部分以及显示器。还有电源设备、数据 录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
2021/3/10
早期军用雷达
雷达原理介绍ppt课件
的射频信号进行下变频以转化为视频信号(即中心频率等
于0)。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理:
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 可见,正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
将雷达的接收信号与发射信号进行比较,就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息,根据这些 信息,雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号:
Tp
t
Tr
雷达发射周期性脉冲,记脉冲宽度为 Tp,重复周期为 Tr,雷达峰值功率(即脉冲期间的平均功率)为Pt,雷达 平均功率(即周期内的平均功率)为Pav,工作比(即脉冲 宽度与重复周期之比)为D。显然有:
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高,目标回波就越显著,就越有利于信号分析。
发射功率
不考虑各种损耗,影响目标回波峰值功率Ps的因素有:
雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积(RCS) 、目
标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系:
Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大,则
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率,它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩,可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率;
的延时 = 2r / c,c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩,分辨率
那么,与雷达的相对距离差为r的两个
《机载激光雷达》课件
发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加,机载激光雷达技术将不断向更高精 度、更高效率、更安全可靠的方向发展。
THANKS
感谢观看
《机载激光雷达》PPT课件
目 录
• 机载激光雷达简介 • 机载激光雷达技术 • 机载激光雷达应用案例 • 机载激光雷达的挑战与未来发展
01 机载激光雷达简 介
定义与特点
总结词
机载激光雷达是一种集激光测距、全球定位系统(GPS)和惯性测量单元( IMU)于一体的遥感技术。
详细描述
机载激光雷达通过向地面发送激光脉冲并接收反射回来的信号,能够获取高精 度的三维地形数据。它具有高分辨率、高精度、快速获取数据等优点,广泛应 用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
地震灾害评估
利用机载激光雷达技术,评估地震灾害对建筑物 和基础设施的影响,为灾后重建提供技术支持。
考古探测
遗址区地形测绘
通过机载激光雷达技术,获取遗址区高精度、高分辨率的地形数 据,为考古研究提供基础资料。
遗址区建筑物结构分析
利用机载激光雷达数据,分析遗址区建筑物的结构特点,为文物修 复和保护提供依据。
激光发射与接收
激光发射器根据不同的应用需求 ,发射不同波长的激光束,常见 的波长有近红外、中红外和远红
外等。
接收器通常使用光电倍增管或雪 崩二极管等光电传感器,用于接 收反射回来的光束,并将其转换
为电信号。
激光雷达通过测量反射回来的光 束与发射光束的时间差,计算出
目标的距离信息。
数据处理与分析
1
遗址区植物种类鉴定
通过分析机载激光雷达数据,鉴定遗址区植物种类,为环境考古和 生态研究提供数据支持。
04 机载激光雷达的 挑战与未来发展
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加,机载激光雷达技术将不断向更高精 度、更高效率、更安全可靠的方向发展。
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《机载激光雷达》PPT课件
目 录
• 机载激光雷达简介 • 机载激光雷达技术 • 机载激光雷达应用案例 • 机载激光雷达的挑战与未来发展
01 机载激光雷达简 介
定义与特点
总结词
机载激光雷达是一种集激光测距、全球定位系统(GPS)和惯性测量单元( IMU)于一体的遥感技术。
详细描述
机载激光雷达通过向地面发送激光脉冲并接收反射回来的信号,能够获取高精 度的三维地形数据。它具有高分辨率、高精度、快速获取数据等优点,广泛应 用于地形测绘、城市规划、资源调查等领域。
地震灾害评估
利用机载激光雷达技术,评估地震灾害对建筑物 和基础设施的影响,为灾后重建提供技术支持。
考古探测
遗址区地形测绘
通过机载激光雷达技术,获取遗址区高精度、高分辨率的地形数 据,为考古研究提供基础资料。
遗址区建筑物结构分析
利用机载激光雷达数据,分析遗址区建筑物的结构特点,为文物修 复和保护提供依据。
激光发射与接收
激光发射器根据不同的应用需求 ,发射不同波长的激光束,常见 的波长有近红外、中红外和远红
外等。
接收器通常使用光电倍增管或雪 崩二极管等光电传感器,用于接 收反射回来的光束,并将其转换
为电信号。
激光雷达通过测量反射回来的光 束与发射光束的时间差,计算出
目标的距离信息。
数据处理与分析
1
遗址区植物种类鉴定
通过分析机载激光雷达数据,鉴定遗址区植物种类,为环境考古和 生态研究提供数据支持。
04 机载激光雷达的 挑战与未来发展
《雷达原理与系统》PPT课件
W
G 发射天线增益
倍
Ar 接收天线有效面积(孔径)m2
工作波长 m
目标的雷达截面积 m2
R 雷达与目标之间的距离 m
Pr min 接收机灵敏度 W
未考虑因素:大气衰减与路径(多精径选,课件曲p率pt),目标特性与起伏
9
1.1 雷达的任务
举例:
某雷达发射脉冲功率为200KW,收发天线增益为30dB,波长0.1m,抗研究所 2014年2月
精选课件ppt
1
主要内容
1、绪论
2、雷达发射机
3、雷达接收机
4、雷达终端显示器与录取设备
5、雷达作用距离
6、目标距离的测量
7、目标角度的测量
8、目标速度的测量
精选课件ppt
2
主要内容
9、连续波雷达 10、脉冲多普勒雷达 11、相控阵雷达 12、数字阵列雷达 13、脉冲压缩雷达 14、双基地雷达 15、合成孔径雷达
收发信号载波频率的差(多卜勒频率)
举例:
fd
ttrt2Vr
2t
tr 2R0Vrt c
频率为10GHz的雷达,当目标径向速度为300m/s时,其多卜勒频率为
c f3 1 1 18 0 H m 0 0/s z0 .0m 3 ,fd2 0 3 .0m m 0 3 /s 0 2K 0Hz
精选课件ppt
8
灵敏度为-110dBm,不考虑大气损耗等,试求其对=1m2目标的最大作用
距离
1
Rm
ax
2
105 1032 0.12
4 3 1014
1
4
1
2 1023
4 3
4
100.786km
精选课件ppt
航海学 第五章雷达定位
雷达定位与导航
3.平行标尺法导航 ▪ 保持在预定航迹线上 ▪ 平行标尺法避险 三、雷达干扰和假回波 1.阴影扇形 2.假回波:间接反射假回波 ;多次反射回波;旁
瓣回波;二次扫描回波; 3. 干扰杂波:海浪干扰;雨雪干扰;同频干扰;电
火花干扰;明暗扇形干扰;
➢ 同步误差 当扫描线和天线不同步时,将产生方位误 差,其数值随方位而变
雷达定位与导航
➢ 视差 方位标尺与荧光屏之间具有一定距离
➢ 倾斜误差 船舶在风浪中航行将会产生倾斜。在船首尾和正 横方向误差较小,在45、135、225和315方向上误 差较大。 横摇时:测正横物标 纵摇时:测首尾物标
➢ 陀罗差的误差
雷达定位与导航
影响雷达测距精度的因素: 测量点误差 距标误差 调整误差 天线与驾驶台之间有一段距离
雷达定位与导航
精度比较:
距离定位较方位定位精确;近距离较远距离 精确;与测量方法、速度及作图方法、熟练 程度有关 。 1、三物标距离定位 2、两物标距离加一物标方位定位 3、两物标距离定位 4、两物标方位加以物标距离定位 5、单物标方位距离定位 6、三物标方位定位 7、两物标方位定位
如同陆标定位,两方位定位位置线交角应大 于30°而小于150°,以接近90°为最佳 三方位定位则以接近60°或120°为最佳
雷达定位与导航
物标的观测 ➢ 对点状物标,要测量回波影像中心方位 ➢ 狭长物标一侧的方位或利用海角测方位时,
则应修正半个水平波束宽度 ➢ 船舶航行时在观测顺序上应先测船首尾方
雷达定位与导航
3.雷达方位、距离定位 应修正由于水平波束宽度引起的测方位的 误差:
对于点状小物标,可测定回波影像中心的方 位。 测定狭长物标一侧的方位或利用海角测方位 时,则应修正1/2水平波束角
2024版探地雷达应用ppt课件
图像增强和特征提取方法研究
图像增强
通过直方图均衡化、对比度拉伸等方法提高图像 质量
特征提取
利用边缘检测、纹理分析等手段提取图像中的关 键信息
多尺度分析
采用小波变换、多分辨率分析等方法,实现多尺 度特征提取
目标识别和分类算法应用
目标识别
基于模板匹配、深度学 习等方法实现目标识别
分类算法
应用支持向量机、随机 森林等分类器对目标进
测精度和效率;
应用拓展
探地雷达将在更多领域得到应用, 如环境监测、资源勘探等,和队 伍建设,提高从业人员素质和能 力水平;
政策支持
加大对探地雷达领域的政策扶持 力度,推动相关产业发展和技术
创新。
感谢您的观看
THANKS
探地雷达应用ppt课件
目 录
• 探地雷达基本原理与技术 • 探地雷达系统组成及性能指标 • 典型应用场景分析 • 数据处理与解释方法探讨 • 现场操作规范与安全防护措施 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
探地雷达基本原理与技术
探地雷达工作原理
01
02
03
发射高频电磁波
通过发射天线向地下发射 高频电磁波,电磁波在地 下介质中传播时会遇到不 同电性的分界面。
学习收获
01
掌握探地雷达基本原理和应用技能,了解其在各领域的应用价
值;
实践经验
02
分享在实际操作中遇到的问题及解决方法,交流学习心得和体
会;
互动交流
03
针对课程内容和实践经验,展开深入讨论和交流,互相学习借
鉴。
未来发展趋势预测及建议
技术创新
随着科技的不断进步,探地雷达 技术将不断创新和完善,提高探
雷达一些基本原理ppt课件
雷达方程的推导过程
通过电磁波传播、目标反射、接收处理等过程,推导出雷达方程的 具体形式。
雷达方程的意义
为雷达系统设计、性能分析和优化提供了理论依据,有助于指导雷 达系统的实际应用。
最小可检测信号计算
最小可检测信号的定义
在给定虚警概率和检测概率条件下,雷达系统能够检测到的最小 目标回波信号。
最小可检测信号的计算方法
根据雷达方程和噪声特性,通过理论计算或仿真实验确定最小可检 测信号的大小。
影响最小可检测信号的因素
包括雷达系统参数、目标特性、传播环境等,需要综合考虑各种因 素进行优化设计。
系统性能评估指标
探测距离
衡量雷达系统对远距离目标的 探测能力,与发射功率、天线 增益、目标反射截面等因素有
关。
分辨率
表征雷达系统区分相邻目标的 能力,包括距离分辨率、方位 分辨率和俯仰分辨率等。
02
电磁波与天线
电磁波特性与传播方式
电磁波基本特性
电磁波是一种横波,具有电场和 磁场分量,可以在真空中传播,
速度等于光速。
电磁波谱
电磁波谱包括无线电波、微波、红 外线、可见光、紫外线、X射线和 伽马射线等,不同波段的电磁波具 有不同的特性。
电磁波传播方式
电磁波传播方式包括直射、反射、 折射、衍射和散射等,这些传播方 式决定了雷达探测的基本原理。
雷达一些基本原理ppt课件
目录
பைடு நூலகம்
• 雷达概述 • 电磁波与天线 • 雷达信号处理 • 雷达测距测速原理 • 雷达方程与性能分析 • 现代雷达技术发展趋势
01
雷达概述
雷达定义与发展历程
雷达定义
利用电磁波的反射特性来探测目 标的位置、速度等信息的电子设 备。
通过电磁波传播、目标反射、接收处理等过程,推导出雷达方程的 具体形式。
雷达方程的意义
为雷达系统设计、性能分析和优化提供了理论依据,有助于指导雷 达系统的实际应用。
最小可检测信号计算
最小可检测信号的定义
在给定虚警概率和检测概率条件下,雷达系统能够检测到的最小 目标回波信号。
最小可检测信号的计算方法
根据雷达方程和噪声特性,通过理论计算或仿真实验确定最小可检 测信号的大小。
影响最小可检测信号的因素
包括雷达系统参数、目标特性、传播环境等,需要综合考虑各种因 素进行优化设计。
系统性能评估指标
探测距离
衡量雷达系统对远距离目标的 探测能力,与发射功率、天线 增益、目标反射截面等因素有
关。
分辨率
表征雷达系统区分相邻目标的 能力,包括距离分辨率、方位 分辨率和俯仰分辨率等。
02
电磁波与天线
电磁波特性与传播方式
电磁波基本特性
电磁波是一种横波,具有电场和 磁场分量,可以在真空中传播,
速度等于光速。
电磁波谱
电磁波谱包括无线电波、微波、红 外线、可见光、紫外线、X射线和 伽马射线等,不同波段的电磁波具 有不同的特性。
电磁波传播方式
电磁波传播方式包括直射、反射、 折射、衍射和散射等,这些传播方 式决定了雷达探测的基本原理。
雷达一些基本原理ppt课件
目录
பைடு நூலகம்
• 雷达概述 • 电磁波与天线 • 雷达信号处理 • 雷达测距测速原理 • 雷达方程与性能分析 • 现代雷达技术发展趋势
01
雷达概述
雷达定义与发展历程
雷达定义
利用电磁波的反射特性来探测目 标的位置、速度等信息的电子设 备。
航海学第五章雷达定位课件
雷达定位与导航
3.雷达方位、距离定位 应修正由于水平波束宽度引起的测方位的 误差:
对于点状小物标,可测定回波影像中心的方 位。 测定狭长物标一侧的方位或利用海角测方位 时,则应修正1.距离位置线导航 ▪ 保证船舶航行在计划航线上 ▪ 距离位置线避险 2.方位位置线导航 ▪ 保持在计划航线上航行 ▪ 方位位置线避险
条或三条距离位置线的交点,就是两物标和 三物标距离定位。 雷达测距离时
应选择回波好、距离近、位置线交角好、 点状、孤立小岛、或突出岬角应量取回波内 缘即近边距离
雷达定位与导航
影响雷达测距精度的因素: 测量点误差 距标误差 调整误差 天线与驾驶台之间有一段距离
雷达定位与导航
精度比较:
距离定位较方位定位精确;近距离较远距离 精确;与测量方法、速度及作图方法、熟练 程度有关 。 1、三物标距离定位 2、两物标距离加一物标方位定位 3、两物标距离定位 4、两物标方位加以物标距离定位 5、单物标方位距离定位 6、三物标方位定位 7、两物标方位定位
水平波束宽度的影响 测量岬角方位则会引起向海方向1/2个水
平波束宽度的误差
雷 达 水 平 波 束 宽 度
雷达定位与导航
➢ 偏心误差 扫描中心与荧光屏中心不重合,使用机械 方位标尺测量方位,则会产生偏心误差
➢ 同步误差 当扫描线和天线不同步时,将产生方位误 差,其数值随方位而变
雷达定位与导航
➢ 视差 方位标尺与荧光屏之间具有一定距离
峭的海岸等显著物标
雷达定位与导航
避免选用 平坦的海滩和内陆的物标(包括内陆的灯塔、 山峰等)
因为这些物标的回波测量点难以在海图上确 定
雷达定位与导航
②选择离船近些的物标 ③选择物标时还须考虑位置线的交角。
雷达基本工作原理ppt课件
天线
回波 T/R
触发器
接收机
电源
船电
显示器
回波 船首线 方位
精品课件
12
3 雷达相关技术参数
1. 波长λ
S 波段 X 波段
10cm波长 2000~4000MHz 7.5~15cm 3050MHz
3cm波长 8000~12500MHz 2.4~3.75cm 9375MHz 。
天气好: X band; 天气坏(雨/雪) : S band
方位标志
固定距标圈 荧光屏边缘
精品课件
10
1.4 雷达的测距与测向原理
1. 雷达测距原理
Δt: 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.
精品课件
11
2 雷达基本组成
微波传输线 发射脉冲
发射机
长脉冲 →窄范围的频谱 △f ↑→ 噪声↑→灵敏度↓→ 失真↓ △f ↓→ 噪声↓→ 灵敏度↑→ 失真↑ 兼顾: 远量程 △f ↓→ 灵敏度↑
近量程 △f ↑→ 灵敏度↓ 航海雷达 1~25 MHz
精品课件
15
3 雷达相关技术参数
8.天线增益
定向天线最大辐射方向的功率与点状天线各向均匀辐射的平均功率之比。
目标
4
雷达目标
雷达所能发现的所有目标。
▪ 船舶 ▪ 岛屿(陆地) ▪ 浮标 ▪ 海浪杂波 ▪ 雨雪杂波
精品课件
5
目标信息
相对位置(距离和方位) 真速度 真航向 CPA(Closest Point of Approach) TCPA(Distance to CPA)
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3.4 船位精度的评定
等精度标准误差椭圆面积
S= p2 sin
95%误差圆和误差椭圆
综上所述,两条船位线定位(只考虑随 机误差),两船位线的交点即是最概率 船位。
在等精度条件下,船位在两船位线交角 的锐角角平分线方向上误差大。
4. 船位线误差
方位船位线误差
e
=
e
o B
?
D
57?.3
距离船位线误差
e=eD ? D
观测误差或一定的条件下,观测的物标 越近,船位线误差或越小,
5. 两条船位线定位的船位误差
两方位定位船位随机误差
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
=
o B
57.3sin
D12
+
D
2 2
两距离定位的船位误差
= D
sin
D12
+
D
2 2
① 尽量减小观测系统误差和随机误差; ② 观测明显的、海图上有准确位置的近物
尺度以外,还可采用概率误差作为衡量 随机误差的标准。概率误差与标准差的 关系为: γ=0.6745σ≈3/4σ
2.5.3随机不确定度 表示误差大小时出现两种情况,一种是明确
误差的“+”或“-”;另一种是以“±”给 出一个区间,表示误差变化的范围, 凡是用区间“±”给出的误差指标均称为不 确定度。如t 在实际工作中,航海人员往往将误差和不确 定度混用了。
三倍(3)船位误差带内的概率为99.7%。
+σ
68.3%
-σ
95.4% +2σ -2σ
99.7% +3σ -3σ
3.2 船位误差四边形
由两条船位误差带构成的四边形,
c=1 P=46.6%
标准误差四边形
c=2 P=91.1% 二倍标准误差四边形
c=3 P=99.5% 三倍标准误差四边形
3.3 船位误差椭圆 定义:真实船位落在最概率船位附近等
R= c 2 sin
真实船位落在船位误差圆内的概率
误差椭圆的长短半轴之比 c=1真实船位落在标准误差圆内的概率介于
c=2真实船位落在二倍标准误差圆内的概率介于 c=3真实船位落在三倍标准误差圆内的概率介于
b/a=0 b/a=1 68.3% ~ 63.2% 95.4% ~ 98.2% 99.7% ~ 99.99%
如观测活动距标和固定距标的测量误差. 仪器误差:测量工具不尽完善而产生的误
差,如雷达测方位误差。 环境误差:观测环境因素对观测的影响而
产生的误差,如光线、气温、气压等的变化。
人员误差:由测者感官上的分辨、反 应的能力而产生的误差,如照准偏差、 读数偏差等。
(2)处理观测数据时所产生的误差 有效数字凑整误差。 近似计算的误差。 利用参数、常数所产生的误差。
3. 最概率船位的精度估计
船位误差既有大小又有方向,这样的随 机误差称为向量误差,
描述向量误差可用三种几何图形来描述, 它们分别是误差四边形、误差椭圆和误 差圆。
3.1船位误差带
以船位线为中心线左右±cσ的带称为船位误 差带。真实船位落在:
一倍()船位误差带内的概率为68.3%
二倍(2)船位误差带内的概率为95.4%
概率密度的点的轨迹是一椭圆族。
当c=1时, 标准误差椭圆; P=39.4% 当c=2时,二倍标准误差椭圆;P=86.5% 当c=3时,三倍标准误差椭圆 P=98.9% 3.4 船位误差圆 误差圆半径
R = a2 + b2
上式中a和b为船位误差椭圆的长短半轴。
两条等精度任意交角船位线的船位误 差圆半径为
成因:测量工具的误差、环境误差、测者 习惯误差等等。
处理:可事先算出并将其消除,或用一定 的方法将其抵消。
2.4.3粗差:过失误差,数据处理之前应 将其剔除。
应注意误差的分类不是绝对的,在一 定的条件下可以相互转换。
2.4.4误差与精度 误差或精度用来描述观测结果的可信赖程度 误差:反映观测值偏离真值的程度; 精度:反映观测值接近真值的程度。 误差小,精度高;误差大,精度低。
2.5随机误差的衡量标准
由随机误差的定义可知,在n次观测中所产生 的随机误差绝对值的大小、正负均不确定,因 此衡量随机误差的大小应有一个尺度,即衡量 标准。
2.5.1标准差(standard error)(又称均方误 差)
理 论 公 式 σ = Δ = - L
n
2.5.2概率误差(probable error) 除了采用标准差作为衡量随机误差的
标(减小D1和D2); ③ 两距离船位线交角取30°~150°,取
60~120为好,θ趋近90°最好; ④ 由于在实际工作中不能同时观测两物标,
为减小观测时间不同步而产生的误差,应尽量 缩短两次观测的时间间隔。
6. 三条船位线的观测船位及其误差
观测两条船位线定位,如果观测中存在 粗差或较大的未定系统误差,在没有其 它数据参考的前提下,则无法判断观测 船位的准确性。为避免这种情况,应尽 量观测三条或三条以上的船位线求观测 船位。
2.4误差的种类
2.4.1随机误差:在相同条件下,对同一 量进行重复观测,所产生的误差的符号 和其绝对值的大小均不确定,就误差的 个体而言不服从任何规律,就误差的总 体而言服从一定的统计规律。
成因:多种因素的综合影响。 处理:不能将其抵消,只能利用统计
的方法将其影响缩小,以得到最佳结果。
2.4.2系统误差:在相同条件下,对同一量 进行重复观测,所产生的误差的符号和其绝 对值的大小均不变,当观测条件变化时,按 一定的规律变化(非统计规律)。
2.误差概述 2.1 误差及其成因 误差Δ=观测值-真值L=真误差 在航海实践中经常用到另一种表示方
法,即改正量。
2.2改正量=真值L-观测值 真值L=观测值+改正量 航海实际工作中的指标差、罗经差、
磁差、自差等均为改正量。航海上习惯 称其为误差,在阅读有关书籍时应引起 注意。
2.3误差产生的原因 (1)观测过程中产生的误差 方法误差:观测方法不正确所产生的误差。
这样既可发现粗差,又可用一定的方法 抵消未定系统误差,同时还可以减小随 机误差对观测船位的影响。
“同时”观测三条船位线定位,由于存在 误差,使三条船位线不可能恰好交于一 点而形成一个三角形,称其为船位误差 三角形。
从而产生了如何确定观测船位和处理船 位误差的问题。