一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法
一种基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法与流程
一种基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法与流程【一种基于泛探雷达的目标距离多普勒走动校正方法与流程】多普勒效应是雷达测距中常见的问题之一，目标的速度会引起接收到的雷达信号频率的变化，从而产生测距误差。
为了解决这一问题，本文将介绍一种基于泛探雷达的目标距离多普勒走动校正方法与流程。
1. 引言一般来说，泛探雷达是一种使用连续波进行测距的雷达，其工作原理是通过发送连续波信号，接收到目标反射回来的信号来计算目标距离。
在目标具有速度或加速度的情况下，多普勒效应会引起接收到的信号频率的变化，进而影响测距精度。
因此，多普勒走动校正成为提高泛探雷达测距精度的关键。
2. 多普勒走动校正的原理多普勒走动校正的原理是利用目标的多普勒频移来修正测距误差。
目标的多普勒频移可以通过计算接收到的雷达信号在不同时刻的频率差来获取。
根据多普勒频移和目标速度之间的线性关系，可以得到修正的距离值。
3. 多普勒走动校正方法与流程以下是一种基于泛探雷达的目标距离多普勒走动校正的方法与流程：步骤1：观测目标信号在泛探雷达中，首先需要观测目标的信号。
该信号包括目标反射回来的连续波信号和来自背景噪声的干扰信号。
步骤2：分析目标信号对观测到的目标信号进行频谱分析，提取目标的多普勒频移信息。
常用的方法包括傅里叶变换和相关分析等。
步骤3：估计目标速度根据目标的多普勒频移信息，估计目标的速度。
多普勒频移与目标速度之间具有线性关系，可以通过一定的算法确定目标速度。
常见的算法包括峰值检测法、相移法和最小二乘法等。
步骤4：修正距离值根据估计得到的目标速度，将以原始目标距离为参考，根据多普勒频移和目标速度的关系进行修正。
校正的过程中，需要考虑雷达的扫描周期和目标的速度变化情况。
修正后的距离值即为校正后的目标距离。
步骤5：重复测量与优化为了提高测距精度，可以使用多组观测数据进行重复测量，并对测量结果进行优化。
可以使用滑动窗口等优化算法来提高修正结果的准确性和稳定性。
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术_刘淑媛
一种简易的多普勒雷达速度模糊纠正技术X 刘淑媛1),2) 王洪庆2) 陶祖钰2) 刘海霞1) 1)(空军气象中心,北京100843) 2))(北京大学物理学院大气科学系,北京100871)摘 要多普勒天气雷达是监测强对流天气中尺度风场的重要手段。
纠正速度模糊是多普勒雷达探测风场信息有效应用的前提。
速度模糊纠正技术大多需要首先对模糊点集或非模糊点集进行识别,如果无法识别或识别错误,将造成纠正过程的失败或需要人工识别。
文章提出了一种不需先对模糊点集或非模糊点集进行识别的纠正速度折叠的简便方法。
它只需首先将存在折叠的速度场恢复为连续的速度场;然后对其速度数值是否存在整体偏移做出判断和调整。
给出的存在严重模糊的台风个例的速度模糊纠正实例表明,这种方法对二次折叠也同样有效。
关键词:多普勒天气雷达 速度模糊 台风引 言多普勒天气雷达可以获得降水强度和相应范围内风场径向分量的信息,且时空分辨率远高于常规探空资料,被广泛应用于灾害性天气预警,是短时天气预报的重要手段之一,于中尺度气象研究也有很高应用价值。
美国已经在上个世纪末建立了多普勒天气雷达网,我国也将在近年内建立多普勒天气雷达网。
多普勒雷达的最大探测距离R max =c 2X (c:光速,X :脉冲重复频率)和最大测速范围V max =?X K 4(K :波长)之间存在反比关系。
在最大探测距离内,当粒子沿雷达波束方向的径向速度超过最大测速范围时,测得的径向速度将出现速度模糊(如图1中I 、II 、III 三段),它和真实径向速度相差2nV max (其中n =?1,?2,,)。
由于速度模糊扭曲了真实的风场信息,因此必须首先对速度模糊进行纠正之后,才能正确地应用多普勒雷达对速度的测量结果。
虽然硬件的改进和采用双重复频率方式可以加大最大测速范围,但在强烈的天气系统(如台风和对流性强风暴)中的风速非常大,速度模糊的出现仍难以避免。
在多普勒雷达速度图像上速度模糊的特征非常显著,但由于雷达探测到的速度在空间上往往是不完整的,而且其中还存在大量的噪音(如图1中廓线上大量的不规则起伏),造成了第14卷5期 2003年10月 应用气象学报JOU RNA L OF APPL IED M ET EOR OLO GICA L SCIENCE V ol.14,No.5October 2003X 受973项目G1998040907号,国家自然科学基金重点项目40233036号和高等院校重点实验室访问学者基金资助。
一种雷达标定误差校正方法
一种雷达标定误差校正方法
雷达标定误差校正方法
本文提出一种基于点云数据的雷达标定误差校正方法。
该方法通
过收集待标定雷达在不同方向上的点云数据，并建立点云数据与实际
距离的映射关系，从而实现对雷达标定误差的校正。
具体步骤如下：
1. 在待标定雷达的周围放置多个反射板，并用激光测距仪测量
反射板的坐标。
2. 运行待标定雷达进行扫描，获取不同方向上的点云数据。
3. 提取点云数据中反射板的点云，并根据反射板的坐标计算出
实际距离。
4. 根据实际距离和雷达测量距离的映射关系，建立雷达测距误
差模型。
5. 利用已知的标准反射板距离，对建立的误差模型进行拟合，
得出标定参数。
6. 使用标定参数对待标定雷达进行校正。
通过上述步骤，本方法能够有效地对雷达标定误差进行校正，提
高雷达测距的精度和稳定性，适用于自动驾驶、机器人等领域的应用。
一种雷达定位相对系统误差修正方法[发明专利]
![一种雷达定位相对系统误差修正方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fe270fff5f0e7cd18525361b.png)
专利名称：一种雷达定位相对系统误差修正方法
专利类型：发明专利
发明人：王建涛,高效,董光波,陈钢,方维华,张金泽,张卫荣,金宏斌,冯亚军,张辉,祝琳,钟恢扶,王文峰,田科钰
申请号：CN201910004672.2
申请日：20190103
公开号：CN109856616A
公开日：
20190607
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于多雷达数据融合与误差校准技术领域，具体涉及一种雷达定位相对系统误差修正方法，该方法采用雷达测向相对系统误差修正方法估计次站雷达测向相对系统误差，得到次站雷达测向修正点序列；采用单雷达加权直线航迹线参数估计模型求得主站雷达观测航迹线和经方位修正后的次站雷达观测航迹线；进而获得次站雷达定位相对系统误差值；与现有技术相比较，本发明方法利用雷达测向相对系统误差修正方法中雷达测向相对系统误差估计结果，先对该雷达进行测向误差修正后，再进行定位误差修正，以达到多部雷达对同一目标观测结果的在统一坐标系内的进一步迭合，提高多雷达目标状态估计的一致性和准确性。
申请人：中国人民解放军空军研究院战略预警研究所
地址：100085 北京市海淀区安宁庄路11号院
国籍：CN
代理机构：中国兵器工业集团公司专利中心
代理人：周恒
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多普勒雷达安装偏差及测速精度的估计与补偿
给出的测速精度是 尚未 补偿掉 的误 差 的综 合外 在表 现。 因
１ 引言
多普 勒雷 达利 用 多普 勒 效应 ， 测 量 飞机 的地 速及 偏 流 角…， 属 于多普勒导航系统的测速环节 ， 具有完全 自主 、 反应
此， 本文选取测速精度综合 表征 内部影 响因素。引起 多普 勒
雷达测速误 差的外部因素包括安装偏差及 飞行 环境 … ， 其 中
行 了估计 ， 最后根据估计值进行了补偿。仿真结果表明 ， 在载机起飞 、 降落 、 平飞等飞行状态下 ， 改进 方法能准 确地对安装偏
差、 测速精度进行估计 ， 减小了测速误差 ， 提高了载机在陆地及海洋上飞行的导航精度。 关键词 ： 多普勒雷达 ； 陆地／ 海洋测速精度 ； 安装偏差 ； 误差补偿
流角的图示。
与机 体三轴速度不再 相等 ， 之 间存 在一个 变换 矩 阵 ， 从 机体
坐标系到天线坐标 系的变换 矩阵为
ｃ ＝ ｃ 峨 （ ４ ）
式中 Ｃ 却 、
示 为
Ｃ 分 别为 三 个 安装 偏 差 角 的旋 转 矩 阵 ， 表
『
＝
０
０ ］
ｌ ０ Ｃ Ｏ Ｓ 却 ｓ ｉ ｎ 却 ｌ
ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｏ ｍｅ ｍａ ｎ ｅ ｕｖ ｅ ｒ ｓ ．
ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ： Ｄ ｏ ｐ ｐ ｌ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；Ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｎ ｌ ａ ｎ ｄ ｏ ｒ ｓ ｅ ａ；Ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｒ ｉ ｔ；Ｅｒ ｆ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
精度将产生较大影 响 Ｊ 。通 过仿 真安装 偏差 角对 速度 的影
多普勒测速雷达测速误差分析
线以径向速度 V r 作离开运动的弹 丸的反射 , 由于多普勒效应 , 接收天 线 2 接收到的电磁波的频率将变为 f2 。令多普勒频率 fd 为: f d = f 0- f 2
图1 多普勒测速雷达测速原理
种新方法。本文首先介绍了多普勒 测速雷达的 工作原理 , 并且 对其测 速中 的误差 来源和 大小 进行了分析 , 最后得出了测速精度。 关 键 词! 雷达 资料索号! A 113 测速 误差 精度分析 收稿时间! 1999- 09- 06
r)
同理 , 电磁波 从弹体反 射回来 被天线 2 接收也会发生这种情况。 弹体向 空间发射 电磁波 , 弹体 上由第 n 次振荡的波峰到达第 ( n+ 1) 次振荡波峰时 , 弹丸移 动的距离 为 V r T 1 , 故由天线 2 接收到的反射 回来的电磁波的周期为 T 2 : T 2 = T 1+ 频率为 : 1 c = T 2 ( c+ r ) T 1 ( c- r ) c c- r = = f0 c + c+ r 0 r 上式说明 : 由发 射天线 1 发射 f 2=
2 2 2 2 E2 v 0+ E v 1+ E v 2+ E v 3+ E v 4
国内动态
记者从中国计 量协会电能计量分 会主办的, 99 全国 低压电力载波抄表 技术研讨会上了解 到, 全国 城 镇居 民 住宅配电设施改造 工程 正 在 加 紧 进 行, ∀ 一户 一表 # 工 程也已 全面 展 开, 同时低压电力载波 集抄系统已被国家 电力公司列为推荐 模式。 在研 讨 会 上, 来自 全 国研 发、 生 产载波集抄系统的 30 多名代表 , 就我 国目前在载波集抄 关键技术上存在的 问题发表了不同看 法。同时与会代表 一致 认 为, 根据 我 国城镇居民住宅配
一种基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法与流程
一种基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法与流程摘要：一、前言二、泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法1.方法原理2.具体流程三、实验验证与分析1.实验设置2.实验结果3.结果分析四、结论正文：一、前言在泛探雷达系统中，目标距离和多普勒走动的准确测量是非常重要的。
然而，由于多种因素的影响，如雷达与目标的相对运动、雷达的频率漂移等，会使得目标距离和多普勒走动的测量值产生误差。
因此，如何对这种误差进行校正，提高雷达测量的准确性，是泛探雷达领域的一个研究重点。
二、泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法1.方法原理基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法，主要利用了目标的多普勒信息和雷达的距离信息，通过一定的算法，对目标的多普勒走动进行校正，从而提高目标的距离和多普勒走动的测量精度。
2.具体流程（1）首先，需要对雷达接收到的信号进行处理，提取出目标的多普勒信息和距离信息。
（2）然后，根据目标的多普勒信息和距离信息，计算出目标的多普勒走动速度。
（3）接着，根据目标的多普勒走动速度，对目标的多普勒走动进行校正。
（4）最后，校正后的多普勒走动和距离信息，可以用来提高目标的测量精度。
三、实验验证与分析1.实验设置为了验证所提出的基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法的准确性，我们进行了一系列的实验。
实验中，我们使用了真实的泛探雷达系统和目标模拟器，通过改变目标的运动速度和雷达的频率，来模拟不同的雷达测量环境。
2.实验结果实验结果表明，所提出的基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法，可以有效地提高目标的距离和多普勒走动的测量精度。
3.结果分析分析实验结果，我们发现，在校正多普勒走动后，目标的多普勒走动误差得到了有效的减小，从而提高了目标的距离和多普勒走动的测量精度。
四、结论综上所述，我们提出了一种基于泛探雷达的目标距离-多普勒走动校正方法，并通过实验验证了其有效性。
一种非相干多普勒激光雷达风速的误差校正方法[发明专利]
![一种非相干多普勒激光雷达风速的误差校正方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8b88efc00722192e4436f682.png)
专利名称：一种非相干多普勒激光雷达风速的误差校正方法专利类型：发明专利
发明人：刘秉义,冯长中
申请号：CN201410536192.8
申请日：20141012
公开号：CN104345319A
公开日：
20150211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：非相干多普勒激光雷达风速的误差校正方法，包括对大气后向散射光进行测量，得到径向风速为V＝0时的零风速比值r；径向风速为V＝–Δνλ/2时的风速比R；径向风速为V＝Δν’λ/2时的风速比R；通过最小二乘法求出dR/dν得到灵敏度S，将发射激光频率调节到基准频率ν0处，测量东、西、南、北四个方向的风速比并分别除以灵敏度S得到各个方向的测量径向风速，合成得到测量风速V；计算误差表；根据灵敏度S、各个方向的测量径向风速查找对应的误差dV，实际径向风速V等于测量径向风速V和误差dV的差。
本发明能够最大限度消除理论计算时大气温度和大气分子散射模型引入的约3m/s的风速误差，提高非相干多普勒激光雷达的风速测量精度，测量时间短，方便快捷。
申请人：中国海洋大学
地址：266100 山东省青岛市崂山区松岭路238号
国籍：CN
代理机构：青岛海昊知识产权事务所有限公司
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一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法
本文介绍了一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法。
根据飞行数据样本计算出补偿因子，将补偿因子折算到雷达天线波束指向角中，通过修正天线波束指向角完成对雷达前向测速误差的修正。
标签：多普勒雷达，前向测速误差，天线波束指向角;
1 引言
多普勒测速雷达主要测量飞机或导弹等载体坐标系下的三轴向速度，供惯导系统实现惯性/多普勒组合导航功能。
现有多普勒雷达多用于飞机上，对雷达测速精度要求不是很高，随着技术的发展和改进，多普勒雷达开始应用于弹用领域，对其体积、重量、特别是精度的要求更高，其精度指标要高于飞机上一倍左右。
弹用多普勒雷达的测速误差，包括内部和外部两种因素。
内部因素主要有发射机的频率稳定度、频率跟踪器的跟踪精度、有限波束宽度引起的误差、天线轴线精度。
内部因素是在雷达设计制造过程中产生的误差，在雷达设计时可对这些误差进行估计和控制。
频率跟踪器的跟踪精度除了设计中元器件产生的误差还有在调试中人为的因素，因此在调试中需要控制每部产品频率跟踪器的跟踪误差，保证将每部产品频率跟踪器的跟踪误差降到最小，这样可以确保每部产品的一致性。
外部因素主要有天线波束指向角测量误差、不同地貌散射引起的误差，外部因素在设计时无法对其进行准确估计。
弹用多普勒雷达安装在载体底部，采用“X”形配置四波束分时收发方式，每个波束有两个波束指向角α和λ，天线测试时需要分别测量这两个波束指向角，根据多普勒雷达速度公式，天线波束指向角参与雷达速度计算，因此天线波束指向角的测量精度直接影响着雷达的测速精度。
雷达天线的测量采用平面近场测量技术，天线波束指向角的测量误差有场地校准误差，扫描架Z向位置误差，电缆相位误差，方向图峰值位置，探头安装准直，多次反射，扫描架热变形，其中场地校准误差可以计算出来，其余误差随机性较大，无法准确修正。
雷达的电磁波照射在各种不同地貌之间，照射的地表散射系数存在很大的变化。
地貌偏差引起的速度误差量级公式如下：
通过公式〈1〉可以看出，速度误差量级公式与波束宽度、反射系数及载体速度有关，波束宽度在雷达设计时已固定，因此不同的地貌反射系数与载体速度会产生速度误差，弹用多普勒雷达在飞行中侧向速度很小，引起的误差可以忽略不计，但前向速度很大，其速度约是飞机上的数倍，因此较小的地貌偏差都會引起量级的误差，如果不进行修正则会引起弹用多普勒雷达的前向测速误差增大。
由于地貌特性及种类比较复杂，很难选取一个合适因子来适应各种地貌。
因此可
以将天线波束指向角测量误差及地貌偏差合在一起进行修正，这样即达到了对雷达前向测速误差的修正。
2 修正方法
多普勒雷达用于陆地地面上，从地表反射系数可以看出，陆地地面主要包括光滑贫瘠地表和粗糙的或灌木丛地形两种地貌，通过对国内陆地地貌考察，南方地区多为粗糙的或灌木丛地形，西北地区多为光滑贫瘠地表。
在统计飞行数据样本时，选取南方和西北不同地区的数据样本，这样即覆盖了国内各种陆地地貌。
通过天线波束指向角测试公式计算出飞行数据样本产品的四个波束的场地校准还原指向角，以消除天线场地校准误差。
将四个波束的场地校准还原指向角代入飞行数据样本中，利用样本的多普勒频移，以差分GPS为基准，通过雷达速度解算公式，计算出每个数据样本前向速度误差的平均值，这样前向速度误差里包含有天线测试误差和地貌偏差。
再对所有数据样本误差平均值再取均值，由于数据样本选取的不同地貌下的，计算出的平均值即能够适用不同地貌下的补偿因子。
在对多普勒雷达进行修正时，首先利用测试的天线波束指向角原始值，通过天线波束指向角公式计算出场地校准还原指向角，利用雷达解算公式将地貌补偿因子折算到场地校准还原指向角中，再将修正后的天线波束指向角写入到雷达中，雷达在飞行过程中利用修正后的天线波束指向角进行速度解算，完成对多普勒雷达前向测速误差的修正。
3 试验验证
按照上述方法对一部新多普勒雷达的前向波束指向角进行修正，修正完后该产品参加飞行试验，对飞行试验数据进行分析，统计出前向速度误差，再用修正前的前向波束指向角对飞行试验数据进行仿真，再统计出前向速度误差，统计结果如图1所示，从图中可以看出，修正前的前向速度误差为3‰，修正后的前向速度误差为1.8‰。
表明此方法可以提高多普勒雷达的前向测速精度。
4 结论
本文介绍了一种多普勒雷达前向测速误差的修正方法，将无法准确估计的天线测试误差和地貌偏差一起修正，且修正值准确，能够适应不同地貌。
当有新的数据样本时，可按照上述方法将样本增加进去，重新计算补偿因子，样本数据越多，修正的越精确。
此修正方法是通过修正天线波束指向角来完成对前向测速误差的修正，方法操作简单、准确易行。
参考文献
[1] 林宝玺，胡志英.多普勒雷达.国防工业出版社
[2] 吴卫玲，宋喜报.多普勒测速雷达测速误差分析[J].计量与测试技术，2000
[3] 宋军杰.机载多普勒测速雷达测速精度分析[J].空军工程大学学报（自然科学版），2000。