[發明專利]地物波譜RCS測量系統運載平臺圓周運動方位誤差修正方法

有效

• 申請號: 201610339270.4
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN106019247B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 孔德旺;呂鳴;莫崇江;李寧
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙)11466
• 代理人: 黃啟行,張璐

技術領域

本發明涉及光電技術領域，尤其涉及一種地物波譜RCS測量系統運載平臺圓周運動方位誤差修正方法。

背景技術

衛星遙感地物波譜特征實驗室可模擬衛星對地面物體的電磁波散射、輻射特性進行觀測，并對數據進行解譯與判讀，揭示電磁波與地物的相互作用規律，從而為衛星偵察、民用機載及星載微波遙感、武器研制等提供科學依據。為了模擬衛星及多種雷達傳感器運載平臺的運動模式，實驗室內建造了直徑為20米的圓弧導軌。收發雷達系統均搭載在軌道小車上，在連續掃頻測試過程中，雷達天線隨小車在圓弧導軌上運動發射電磁波，并與矢網交互數據，通過位置信息控制電磁波的發射及接收，小車可在弧形導軌上圓周運動。

地物波譜實驗室的建設長達20年之久，主要原因是實驗室主體結構是球形微波暗室，由于采用鋼結構主體的建造技術，在設計過程中并未考慮結構自重過大帶來的型變，在重力的作用下圓弧導軌在徑向和法向均產生結構型變。由于徑向上的誤差，使發射天線及接收線的主瓣發生偏移，無法準確的照射球心目標位置，造成測量數據不準確。同時由于電磁波發射方向偏移，雙站測試中兩測試雷達之間的夾角也發生改變，致使測試數據無法與仿真數據相匹配。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，提出一種地物波譜RCS測量系統運載平臺圓周運動方位誤差修正方法，用于修正地物波譜實驗室南北軌道小車由于結構形變所引起的徑向的運動誤差，滿足地物波譜實驗室測試需求，需要保證測量系統收發天線指向誤差在±0.1°范圍內。

本發明提供的地物波譜RCS測量系統運載平臺圓周運動方位誤差修正方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟：

(1)建造圓弧導軌；

(2)收發雷達系統搭載在導軌的小車上；

(3)設計所述雷達系統的圓極化天線口面尺寸，并固定所述圓極化天線，使其照射方向為圓極化天線口面中心到球形暗室球心方向；

(4)架立調整所述激光跟蹤儀；

(5)將所述激光跟蹤儀的紅圈反射球放在所述圓極化天線口面的中心空位處，其激光反射方向指向所述激光跟蹤儀；所述紅圈反射球的下方使用反射球底托進行熱熔膠固定；

(6)調整所述圓極化天線口面方向，使其垂直于小車沿圓弧導軌運動的切線方向；

(7)所述小車在圓弧導軌上步進運動，所述激光跟蹤儀采集每個角度下所述反射球的三維空間坐標，傳輸到測試軟件，并模擬圓周軌跡；

(8)檢測得到運載平臺圓周運動方位的偏移值，進行相對應運動誤差補償。

優選的，步驟(3)所述固定所述圓極化天線的步驟為：

在雷達小車上安裝固定金屬框架，小車搭載載重為100KG，在所述固定金屬框架上安裝天線轉臺，所述天線轉臺上豎直安裝圓柱型滑動導軌，導軌上安裝兩個可延滑軌上下滑動的二維調節底座(可調節方位角和俯仰角，用于調整天線口面指向)，將所述圓極化天線安裝在調節底座上。

較優選的，步驟(4)所述架立調整激光跟蹤儀的步驟為：

①調整支撐三腳架，觀察所述激光跟蹤儀的電子水平泡，使所述激光跟蹤儀與大地水平一致；

②所述運載平臺通過網口連接所述激光跟蹤儀，所述運載平臺的測試軟件初始化所述激光跟蹤儀，定義所述激光跟蹤儀所在位置為空間坐標(0，0，0)點，初始照射方向為X軸，垂直大地水平為Z軸。

較優選的，步驟(7)所述小車在圓弧導軌上步進運動時，其運動間隔為2度。

較優選的，步驟(8)所述檢測得到運載平臺圓周運動方位的偏移值的步驟為：將測試各點與反射球心連線與大地水平面的夾角為實際擦地角，通過所述測試軟件得到理論擦地角位置，并計算各點與理論擦地角點之間的角度偏差和天線指向誤差Δθ。

其中，所述角度偏差的求取方法包括：

A：根據圓極化天線的口面尺寸，設計與其匹配的圓形口蓋，在口蓋中心開口，將所述激光跟蹤儀的紅圈反射球固連在口蓋中心處；

B：通過所述運載平臺的控制端，將運載平臺依次移動至處，用所述激光跟蹤儀記錄下紅圈反射球球心點的坐標p_i(x'_i,y'_i,z'_i)；