[發明專利]塔康信標模擬器方位角精度標校方法

在審

• 申請號: 201611174331.2
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106772214A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張建明;駱家強;徐飛;李林;黃偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S1/02
• 分類號: G01S1/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種塔康信標模擬器方位角精度標校方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1、構建塔康信號數學模型

$s\left(t\right)=A\left\{1+m_{15}\sin \left(2\mathrm{\π}\·15t+{\mathrm{\θ}}_{15}\right)+m_{135}\sin \left(2\mathrm{\π}\·135t+{\mathrm{\θ}}_{135}\right)\right\}\·\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\[\mathrm{\δ}\left(t-t_i\right)\·G\left(t\right)\]\·\cos \left(2{\mathrm{\πf}}_{0}t\right)$

其中，A為載波信號幅值；π為圓周率常數；t為時間變量；m₁₅為15Hz正弦包絡信號調制度；m₁₃₅為135Hz正弦包絡信號調制度；θ₁₅為15Hz正弦包絡信號初相；θ₁₃₅為135Hz正弦包絡信號初相；f₀為載波頻率；G(t)為塔康脈沖波形；t_i為塔康脈沖到達時刻；δ(t-t_i)為沖擊函數；N為脈沖個數；

步驟2、構建塔康方位包絡信號數學模型

u(t)＝a₀+a₁sin(2π·15t)+a₂cos(2π·15t)+a₃sin(2π·135t)+a₄cos(2π·135t)

其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為系數；

步驟3、設置模擬器15Hz、135Hz調制度為20％，設置射頻輸出信號功率電平為-10dBm，設置隨機填充脈沖對數量為2700對/秒，方位角θ₀在0～359.9°范圍內設置；

步驟4、對模擬器輸出信號進行采樣，存儲采樣數據(t_i,s_i)，t_i為采樣的時間點，s_i為采樣幅值，i＝1,2,3....n，n為采樣點數，n大于f_s為采集設備的采樣率；

步驟5、將采樣數據(t_i,s_i)進行Hilbert變換，得到模擬器的輸出包絡信號(t_i,u_i)，其中，u_i為Hilbert變換后的幅值；

步驟6、測量主基準脈沖群的第10個脈沖上升沿50％點的時間t_j，j＝1,2,3....l，其中，主基準脈沖群有l組；

步驟7、測量輔基準脈沖群的第12個脈沖上升沿50％點的時間t_j，j＝1,2,3....p，其中，輔基準脈沖群有p組；

步驟8、計算包絡信號中脈沖的峰值y(t_k,u_k)，k＝1,2,3....m，其中包絡信號中共有m個脈沖；

步驟9、應用最小二乘法擬合塔康信號包絡，計算a₀、a₁、a₂、a₃、a₄的值，得到模擬器輸出信號包絡的擬合模型

u(t)＝a₀+a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)+a₃sin(270πt)+a₄cos(270πt)；

步驟10、將擬合得到的塔康包絡信號模型除去直流分量，分解成15Hz、135Hz兩部分，

15Hz信號包絡模型u₁₅(t)＝a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)；

135Hz信號包絡模型u₁₃₅(t)＝a₃sin(270πt)+a₄·cos(270πt)；

步驟11、計算15Hz包絡信號上升沿過零點對應的時間點t_q，q＝1,2,3....q₁₅，其中，q₁₅表示15Hz包絡信號上升沿過零點的個數；

步驟12、計算135Hz包絡信號上升沿過零點對應的時間點t_w，w＝1,2,3....w₁₃₅，其中，w₁₃₅表示135Hz包絡信號上升沿過零點的個數；

步驟13、以主基準脈沖群參考點t_j為起始點，計算15Hz包絡信號上升沿過零點t_q，滯后主基準脈沖群參考點t_j的時間Δt₁₅(i)并轉換為角度，測量出i₁₅個粗測方位角θ₁₅(i)＝360°·15·Δt₁₅(i)，i＝1,2,3...i₁₅，i₁₅＝min(l,q₁₅)；

步驟14、以輔基準脈沖群參考點t_j為起始點，計算135Hz包絡信號上升沿過零點t_w，滯后輔基準脈沖群參考點t_j的時間Δt₁₃₅(i)并轉換為角度，得到i₁₃₅個精測方位角θ₁₃₅(i)＝360°·135·Δt₁₃₅(i)，i＝1,2,3...i₁₃₅，i₁₃₅＝min(p,w₁₃₅)；

步驟15、計算模擬器輸出的方位角

其中，若第i₁₅個主基準后沒有精測角度，n＝i₁₅-1，否則n＝i₁₅；n₁₃₅(i)為第i個主基準與第i+1個主基準之間精測角度的數量；

計算模擬器輸出方位角的方差其中，θ(i)為測量的方位角，i＝1,2,3...n，n為方位角測量的數量；θ₀為模擬器設置的方位角。