雷达导航范文10篇

雷达导航范文篇1

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

VP是一个跨平台实时工具。它构建在VSG(VegaSceneGraph)框架之上，是VSG的扩展API，包括了一个图形用户界面LynXPrime和一系列可调用的、用C++实现的库文件、头文件。LynXPrime是一种可扩展的跨平台的单一的GUI(图形用户界面)工具，为用户提供了一个简单的直接明了的开发界面，可根据仿真需要快速开发出合乎要求的视景仿真应用程序。LynxPrime基本上继承了Lynx的功能，同时又增加了一些新功能。它具有向导功能，能对VP的应用程序进行快速创建、修改和配置，从而大大提高了生产效率；它基于工业标准的XML(可扩展标志语言)数据交换格式，能与其他应用领域进行最大程度的数据交换；它可以把ACF(应用配置文件)自动生成C++代码。

VSG(VegaSceneGraph)是VP的基础，是高级的跨平台场景渲染API(应用程序接口)，它包括了VSG提供的所有功能，并在易用性和生产效率上作了相应的改进。VSG主要分为三个部分：⑴vsgu(Utilitylibrary)，提供内存分配等功能；⑵vsgr(Rendenringlibrary)，底层的图形库抽象，比如OpenGl；⑶vsgs(Scenegraphlibrary)。在内核中，VegaPrime使用vsgs，vsgs使用vsgr，它们都使用vsgu。1V"D2Y4`3IH*y4VSG具有最大限度的高效性、优化性和可定制性，无论用户有何需求，都能在VSG基础之上快速高效地开发出满足需要的视景仿真应用程序，它的可扩展性为仿真、训练和可视化等高级三维应用开发人员提供了极大的便利。

利用MultigenCreator和Vegaprime相结合的虚拟现实技术，研发人员可以很方便地开发出自己所需要的仿真系统，极大缩短研发时间。

2机场雷达实体三维模型的建立

针对机场和雷达进行相关的图片资料、纹理的采集和数据预处理，并使用Creator自带的先进工具：多边形建模，创建地表，矢量化建模和编辑等建立模型，最后生成的图形文件(.flt)提供给VP调用。

2.1树型层次结构

在机场雷达模型建立过程中，将模型分成几组，每组模型建立在相应的组节点(Gr--oupnode)下，每个组节点表示一组对象节点(Objectnode)，模型中的某一部分可以由一个对象节点表示。Multigen中这种树型结构便于对三维模型进行构建和修改，同时对模型的操纵更加方便快捷(如图1)

3.2纹理贴图

纹理(texture)是指被映射到三维模型表面的二维图像，纹理的合理使用可以使模型对象获得真实的视觉效果。纹理一般通过数码相机摄影或扫描其它图片获得素材，然后进过适当的处理得到。Creator

3.0可以支持多种通用标准图像格式如INT(仅包含一个灰度通道)、INTA(包含一个灰度通道和一个透明度通道)、RGB(包含R、G、B这3个颜色通道)、RGBA(包含R、G、B这3个颜色通道和1个透明度通道)、TGA、JPEG、TIF、GIF、BMP等格式。考虑到漫游环境LynXPrime用户图形界面对纹理图片的要求，引用的纹理图形格式均为rgb格式。

雷达导航范文篇2

1.1MultigenCreator软件

MultigenCreator是美国MultigenParadigm公司开发的强大的三维建模软件，是世界上领先的实时三维数据库生成系统，它拥有针对实时应用优化的OpenFlight模型数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维(RT3D)数据库，可以用来对战场仿真、娱乐、城市仿真和计算可视化等领域的视景数据库进行产生、编辑和查看。用Creator的基本建模(Modeling)工具，能手工创建三维模型，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实，在建模过程中借助CreatorWizards将提高场景建模的效率，在满足实时性的前提下可以生成实时逼真的大面积场景。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGLAPI是支持的。它的层次细节(LOD)、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight(*.flt)在实时三维领域成为流行的图像生成格式。Creator还可以接受DXF、DEM和其他矢量格式的数据，与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1.2VegaPrime软件

VegaPrime(以下简称VP)是MultigenParadigm公司专门应用于实时视景仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的渲染软件环境，支持MicrosoftWindows、SGIIRIX、Linux、SunMicros等操作系统，并且用户的应用程序也具有跨平台特性，用户可在任意一种平台上开发应用程序，而且无须修改就能在另一个平台上运行。它同时支持OpenGL

1.2和Direct3D8，支持MetaFlight文件格式，支持双精度浮点数。与C＋＋STL(StandardTemplateLibrary)兼容，并且可定制用户界面和可扩展模块，其中包括VegaPrimeFX：爆炸，烟雾，弹道轨迹等等；VegaPrime：分布式渲染；VegaPrimeLADBM：非常大的数据库支持；DIS/HLA：分布交互仿真；Blueberry：3D开发环境；DI-GUY：三维人体；GL-Studio：仪表；VegaPrimeIRScene：传感器图像仿真；VegaPrimeIRSensor：传感器图像实际效果仿真；VegaPrimeRadarWorks：基于物理机制的雷达图像仿真；VegaPrimeVortex：刚体动力学模拟；VegaPrimemarine：三维动态海洋。

VP是一个跨平台实时工具。它构建在VSG(VegaSceneGraph)框架之上，是VSG的扩展API，包括了一个图形用户界面LynXPrime和一系列可调用的、用C++实现的库文件、头文件。LynXPrime是一种可扩展的跨平台的单一的GUI(图形用户界面)工具，为用户提供了一个简单的直接明了的开发界面，可根据仿真需要快速开发出合乎要求的视景仿真应用程序。LynxPrime基本上继承了Lynx的功能，同时又增加了一些新功能。它具有向导功能，能对VP的应用程序进行快速创建、修改和配置，从而大大提高了生产效率；它基于工业标准的XML(可扩展标志语言)数据交换格式，能与其他应用领域进行最大程度的数据交换；它可以把ACF(应用配置文件)自动生成C++代码。

VSG(VegaSceneGraph)是VP的基础，是高级的跨平台场景渲染API(应用程序接口)，它包括了VSG提供的所有功能，并在易用性和生产效率上作了相应的改进。VSG主要分为三个部分：⑴vsgu(Utilitylibrary)，提供内存分配等功能；⑵vsgr(Rendenringlibrary)，底层的图形库抽象，比如OpenGl；⑶vsgs(Scenegraphlibrary)。在内核中，VegaPrime使用vsgs，vsgs使用vsgr，它们都使用vsgu。1V"D2Y4`3IH*y4VSG具有最大限度的高效性、优化性和可定制性，无论用户有何需求，都能在VSG基础之上快速高效地开发出满足需要的视景仿真应用程序，它的可扩展性为仿真、训练和可视化等高级三维应用开发人员提供了极大的便利。

利用MultigenCreator和Vegaprime相结合的虚拟现实技术，研发人员可以很方便地开发出自己所需要的仿真系统，极大缩短研发时间。

2机场雷达实体三维模型的建立

针对机场和雷达进行相关的图片资料、纹理的采集和数据预处理，并使用Creator自带的先进工具：多边形建模，创建地表，矢量化建模和编辑等建立模型，最后生成的图形文件(.flt)提供给VP调用。

2.1树型层次结构

在机场雷达模型建立过程中，将模型分成几组，每组模型建立在相应的组节点(Gr--oupnode)下，每个组节点表示一组对象节点(Objectnode)，模型中的某一部分可以由一个对象节点表示。Multigen中这种树型结构便于对三维模型进行构建和修改，同时对模型的操纵更加方便快捷(如图1)

2.2纹理贴图

纹理(texture)是指被映射到三维模型表面的二维图像，纹理的合理使用可以使模型对象获得真实的视觉效果。纹理一般通过数码相机摄影或扫描其它图片获得素材，然后进过适当的处理得到。Creator

2.0可以支持多种通用标准图像格式如INT(仅包含一个灰度通道)、INTA(包含一个灰度通道和一个透明度通道)、RGB(包含R、G、B这3个颜色通道)、RGBA(包含R、G、B这3个颜色通道和1个透明度通道)、TGA、JPEG、TIF、GIF、BMP等格式。考虑到漫游环境LynXPrime用户图形界面对纹理图片的要求，引用的纹理图形格式均为rgb格式。

雷达导航范文篇3

关键词：雷达极坐标指示器ARINC429总线适配器

直升机自动导航系统与机上设备的交连关系如图1所示。它主要由多卜勒雷达、导航计算机、自动驾驶仪、真空速度计算机、极坐标指示器导航信号适配器和多卜勒导般信号适配器以及各种仪表、指示器构成。本文主要介绍多卜勒导航信号适配器和极坐标指示器导航信号适配器的设计。

1接口适配器的研制

1.1多卜勒导航信号适配器

1.1.1接口信号分析

多卜勒转达输出模拟和数字两种制式的导航信息。模拟信号相对于水平面，它包括雷达输出的速度信息（以直流电压形式提供给速度指示器、400Hz交流电压形式提供给自动驾驶仪）、导航信息（纵向和横向速度的交流模拟电压）；数字信号是相对于机体坐标的纵向和横向速度的数字信号。由于数字信号的脉冲宽度和信号灵敏度不符合导航计算机的要求，又因为多卜勒雷达给出的模拟信号质量优于数字信号，因此，将多卜勒雷达输出的模拟信号进行交换，实现与导航计算机的脉冲数字接口相匹配。

1.1.2适配器完成以下功能：

·将多卜勒雷达输出的以灵敏度为30mV/Kt的400Hz交流信号表示的飞机纵向（Vy）、横向（Vx）速度信号转换为以脉冲频率数表示的导航计算机的输入信号；

·将雷达输出的表示速度方向的离散信号转换为满足导航计算机需要的离散信号；

·将直升级真空速表输出的以交流模拟电压表示的真空速信号转换为以直流模拟电压表示的真空速信号送给导航计算机；

·将导航计算机输出的侧向控制信号和有效信号以及自动驾驶仪输出的巡航功能控制信号转换为自动导航的控制信号，实现自动驾驶仪的自动导航。

1.1.3适配器设计

适配器主要由A/D转换电路、AD/DC转换电路、离散信号转换电路、状态控制电路和电源电路等组成。

A/D转换电路由低通滤波器、缓冲隔离、梯度控制、A/D转换、钳位隔离等部分组成，如图2（a）所示。该电路的输入信号为雷达输出的模拟信号，制式为400Hz交流，灵敏度为30mV/Kt；输出为0.8V的脉冲信号，频率灵敏度为35.7Hz/Kt（可调）。

AC/DC转换电路由低通滤波、缓冲隔离、AC/DC转换、梯度控制电路构成，如图2（b）所示。该电路的输入信号为真空速表的输出，信号制式为400Hz交流、灵敏度为90mV/Kt；输出为直流电压、灵敏度为75mV/Kt（可调）。

离散信号转换电路由整形钳位、电平转换、反向器、缓冲器离电路组成，如图2（c）所示。该电路的输入信号为多卜勒雷达输出的代表速度方向（相对机体）的离散量，其输入高电平为+3.5V、低电平为+0.8V，输出高电平为+8V，低电平为+2V。

自动导航信号处理及控制电路包括信号控制电路和状态控制电路。信号控制电路由低通滤波、梯度控制、缓冲隔离电路等组成；而状态控制电路由电平钳位、逻辑控制、缓冲隔离及控制继电器等组成，如图2（d）所示。

上述所有功能电路，均经反复调试，优化设计，最后固化成模块。整个电路由六个模块组成，分别安装在两个印刷电路板上，如图3（a）和3（b）所示。

图中RGX-1A、RGX-1B为多卜勒雷达纵向速度信号和横向速度信号的预处理电路，包括低通滤波、缓冲隔离和梯度控制；RGX-IC为真空速信号的AC/DC变换；RGX-2为多卜勒雷达速度信号的A/D转换模块；RGX-3为离散信号的处理模块。

1.2极坐标指示器导航信号适配器

1.2.1适配器功能

该适配器完成导航计算机输出的地速串行数据（12.5±0.1kbit/s）中的目标方位、偏流角和待飞距离信号计算，并将目标方位和偏流角信号调整为极坐标指示器能够接收的符合ARINC407标准的同步器信号，将等飞距离信号调整为四位LED显示器的显示信号。

1.2.2硬件设计

以8031单片机为信心，结合相应的电路设计，构成一个ARINC429总线信号的求解和信号匹配系统。硬件设计框图如图4所示。

图中，8031作为核心芯片，它与27256程序存储器和61256数据存储器组成单片机最小应用系统，完成对导航计算机输出的ARINC429总线信号进行采集、转换、计算和信号匹配等操作并进行控制。

3282板以HS-3228、8255等芯片构成处理电路，现将导航计算机的32位ARINC429串行数据转换为符合8031单片机8位数据总线要求的并行数据，由单片机最小系统控制，实现数据的转换和采集。

SZZ板以高精度数字/轴角转换模块和8155等芯片为核心，构成目标方位角和偏流角的数字/轴角转换电路，实现将3282板采集来的目标方位角和偏流角的数字量转换为符合ARINC407标准的同步器信号，送给极坐标指示器，使其指示相应的参数。

8279板以8279芯片为核心，构成键盘和显示器驱动电路，实现待飞距离的显示数据的处理和四位LED显示器的功率驱动。

1.2.3软件设计

为了便于程序的调试和修改，软件设计采用模块化设计方法。程序模块主要包括主程序模块、中断服务（数据采集）子程序模块、数据转换子程序模块、信号匹配子程序模块、数码显示子程序模块等。其中数据采集子程序和数据转换子程序流程图如图5（a）、(b)所示。

雷达导航范文篇4

关键词：信息技术；智能化；驾驶系统

在众多科技巨头大力研发与推广下，汽车智能化技术成为当前汽车研发热门方向，而智能化核心技术驾驶辅助系统发展迅猛。行车安全是交通参与者关心的问题，驾驶信息系统在道路交通安全上做到防患于未然，有效降低交通事故发生。在网络、信息和智能控制方面更加深入的融合发展，大力引进和发展汽车智能化驾驶信息技术才能与世界先进水平齐头并进。

1驾驶信息系统在汽车上的应用

驾驶信息系统能够帮助汽车轻而易举地实现语音通讯、数据传送以及跟踪目标等技术，同时还可以轻松掌握许多服务功能，借助互联网大数据以及5G网络技术等多种系统数据整合，实现更宽广的用途[1]。（1）通讯系统和电子导航的应用。网络通讯的传输过程中有两大形势，一是，利用数字显示器进行阅读；二是，对文本进行语音转换，并将其进行信息传递，网络即时通讯技术可实现车辆与数据中心的信息交换，为车辆的导航系统提供数据。汽车导航系统中包含着电子导航系统，它使全球定位系统的导航作用得到了充分的发挥，为快速选择正确的路线节约了时间成本。电子导航系统将区域内的各路线、设施，清晰的呈现在了驾驶员的面前，并为其快速的选择最佳路线。例如，当遇见交通拥堵的情况，电子导航可以快速的提供修改后的路线，并对之前的导航功能进行快速修复。（2）集成安全系统。集合安全系统包含了电子设备，为控制器等几十种先进技术，它与汽车的行驶特征以及安全有关。例如，为驾驶员提供安全保障的汽车气囊设备，在触发信号后进行的远程输送，就是利用该技术得以实现的[2]。（3）自适应巡航系统。这一系统可以帮助汽车实现自动、半自动驾驶，其工作过程是，设定目标速度，利用雷达等技术对周围进行扫面，并利用控制器进行运算，在异常的情况下该功能可以降低发动机系统功率输出，降低档位并灵活控制，实行制动，恰当地保持住和前车的最安全的车距。高阶技术的自动驾驶系统可保证车辆进行自主的驾驶巡航。该系统在信号处理的灵敏度更高，扫描的范围更加的宽泛，往往还会配备高速的视觉成像摄像机，以识别路面标识以及交通信号灯。（4）防碰撞警示和撞车识别系统。通过激光、声呐雷达扫描汽车在行进路线上的车辆或者障碍物，并将扫描的信号实时传递给处理器，处理器对处理的结果进行输出，如遇紧急情况，系统可提醒驾驶员，如驾驶员未作出制动等响应，系统会以保证车辆不发生状况、防止事故发生为前提，对车辆下达自动进行自制的命令。此外，凭借车内的定位系统，当交通事故发生后，会自动联系救援机构，并准确的上传自身位置，为救援提供了便利[3]。

2汽车智能化技术的应用

应用智能化技术，对决策的规划、以及对环境感知的集合以及综合很多辅助设备于一身的功能，属于高新科技的产物，被很多国家广泛应用于汽车行业上。主要体现在以下几方面：（1）自动驾驶系统。汽车产业中，现阶段的最为先进的智能技术是利用计算机，对汽车进行全面操作，使汽车进行自动驾驶的相关智能技术。比如，当交通拥挤时，该系统会做出匹配的判断，以供驾驶员选择。（2）预警感知系统。对汽车自身以及行车环境进行感知，并向驾驶员提供相关信息。在出现危险的情况时，发出警报的一种传感器系统。它为驾驶员提供多种预警以及警告，以保证驾驶员可以进行安全驾驶。

3协助行驶系统

协助行驶系统，其功能包括进行准确停车、进行巡航控制、实施车辆跟踪等；它凭借自身的智能信息系统，对行车信息进行收集和处理，并进行相关决策，提供相应的驾驶方案。

4关键智能技术

视觉技术、数字导航技术、以及雷达技术等，都属于汽车产业的关键技术。这些关键技术为汽车行驶发挥了极为重要的作用，对汽车智能化推进和发展产生深远的影响。汽车行业中，发展最快的一项技术是，机器视觉技术，该技术主要是利用高速成像摄像机对路况进行跟踪和识别，并将它与传感器信息进行对比，视觉机器具有大信息量和大范围的检测特点，但在处理数据过程中处理器运算需要更快的速度，所以使用更高性能的硬件设备，利用新的视觉算法是目前技术急需发展的又一方向。视觉技术在处理深度信息上有一定难度，而雷达技术在大数据处理方面有一定优势，借助该技术可以帮助行驶员实现汽车周边信息的搜索与处理，精准地对车辆周边存在的障碍物进行识别，能让系统对车辆周边是否有行人与车辆进行准确辨别。该组合技术应用雷达系统和视觉系统共同的运算结果，系统对道路情况有更全面与精确的了解[4]。

5结束语

为使汽车的各项性能得到大幅度的优化，使其可靠性以及安全性得到提高，要将智能化技术和驾驶信息系统创新等技术充分的应用在汽车领域中，不仅可以使汽车乘车的舒适度大大得到提升，也使汽车领域在信息化、智能化的过程中顺应了时代的需求。对汽车智能化技术以及驾驶信息系统化进行创新，会使我国的汽车工业得到快速的发展。

参考文献：

[1]李付俊.浅谈汽车自动驾驶技术的发展与未来[J].黑龙江科技信息,2016(16):59.

[2]俞庆华.联电携手英飞凌成立创新中心,专注智能驾驶和新能源汽车[J].汽车零部件,2017(09):73.

[3]李付俊.浅谈汽车自动驾驶技术的发展与未来[J].黑龙江科技信息,2016(16):59.

雷达导航范文篇5

关键词：雷达模拟机；训练编写；DRS98

近年来，极速增长的航班量刺激了管制人员的需求，同时也加大了管制培训的数量及要求。目前管制培训分为院校学生初级训练，入岗人员岗前训练和在岗人员复训三大部分。国内管制模拟机教学研究主要针对在模拟机培训制度，大多从教员角度、设备角度、教材角度、培训人数等方面探析，极少分析管制课件制作。训练编写系统作为模拟机训练的根本，由于长时间处于未更新状态，模拟机编写环境与相关设备存在功能局限，造成与管制一线的运行差异，导致模拟训练与实际管制指挥的严重脱节［1］。目前民航院校使用的雷达管制模拟训练设备主要为川大智胜生产的DRS98航管雷达模拟机和南京莱斯公司生产的”NUMEN-2000”型雷达管制模拟机。文章以DRS98航管雷达模拟机系统为参考编写环境，将训练计划与实际运行进行差异化比较，在模拟仿真数据生成上提出可行性建议，更为贴合管制员训练需求。

1DRS98编写环境描述

训练计划由DRS数据库NTBASE生成，完整的训练计划包括空域数据、飞行航迹数据、航路数据、管制席与机长位拓扑关系、航空器性能数据，以机场四字代码、航班号、训练计划名、机型型号来命名识别。从训练计划ROUTE*.FIL，TRACE*.DAT，BASIC.INF三个文件数据，与Ntbase编写数据进行对比参照［2］。Ntbase的编写窗口为Aircraft（机型数据）、Scenario（训练脚本数据）、Utility（通用数据）三大板块，需要实际运行数据进行填写，生成训练计划数据项，并加载到FTP在模拟机上指挥运行。

2差异与修正建议

DRS98航管雷达模拟机系统由川大智胜设计，底层设计根据当时用户培训需求。而航空事业迅猛发展，管制自动化水平也在逐步提高，相当部分的训练系统已经不能满足当前管制训练需求，包括基础数据、空域数据、运行差异和通用设计缺漏等部分。2.1机型数据不足，具体数值不准确。训练设置中指挥运行根本来源于机型数据。相较于以往，更多新机型如A321XLR、A350、B777X以及通用航空新宠钻石飞机都没有载入机型库。同时很多机型数据都存在不合理情况，如上升下降率过大，导致管制指挥时差预计过大；起飞爬升速度变化太快，导致到达时间预估错误，间接影响落地排序。为获得相对权威的数据，应从校飞中心直接对接沟通或从各航空公司内各机型手册匹配获取。2.2空域划分不便，电台设置方式单。训练编写的设计基底是机场、导航台设置以及空域情况。在空域规划中，无法准确设置闭合圆形区域（主指无法以圆心半径方式构建，如进近管制范围、塔台50公里环）。同时弧形或半圆闭合区域也无法设置，导致无法描绘DME弧，限制不同方位的告警范围。定位点与导航台坐标设置方式也比较单一，采用的是模拟算法下经纬度设置。当前初级规划往往使用AUTOCAD规划空域，利用角度、距离两个要素定位，再计算经纬度，绘制于NTBASE上。为避免计算误差，应采用航线方向距离与地理位置点的交叉结合，兼容CAD工程图，配备经纬度与相对方位间的相互换算，优化定点设置准确性。2.3航路运行设计滞后，航班分类不清。DRS98模拟训练航路飞行轨迹以点到点连接为主，可以理解为从一点直飞至下一定位点（Directtofix，DF），其中点可以为台、定位点或者地理位置点，成为飞越航路点（Fly-over）。例如图1所示，航空器飞越WG台后才回到航迹。但实际中常见的运行情况是航空器切入两预设航迹，形成弧形转弯，其航路点类型为旁切航路点（Fly-by）。图2为飞越航路点与旁切航路点差异比较。因此相比预设航迹出现了较大偏差，造成了多余的修正操作。为更改为旁切形式，系统应将各转弯设置为组，提供旁切点多个关键数据，内部计算转弯半径、弧度、坡度和起止点，画出预计转弯路径，在连接时以组为单位衔接。在训练设计环节，各航班未设定类别，如进港、离港、飞越、本场，仅依靠单纯的高度和到达点进行设置。而同一类别在设置通过点与台、高度层具有同一规则，共性部分可同一编辑，且便于进程单类别筛选，标准化进程单显示内容。2.4扇区练习划分不清，限制空域设置不全面。在电子训练计划设定中，练习加载往往是一次性全部扇区开放，或者单扇区练习，没有将扇区分开设置。而在实际运行中，在同一时间是不同管制员指挥负责扇区［3］。建议在训练计划设置和加载练习时可进行扇区选择，切合实际运行并对应相应多个机长，并添设军航运行影响，设定限制空域，在限制空域周围制定告警范围。2.5进程单自动打印设置不全，数据显示不标准。进程单在训练中必不可少，除了掌握航班情况，也让管制学员掌握当前指令情况［4］。由于不同进离场航班对应不同的报告单或过台信息。将进程单进行分类，在单个练习中统一选定导航台或报告点，可减少重复筛选，提高打印效率，并增加距离与过台分钟数位数设定功能，使得进程单更标准，以适应不同单位要求。

3小结

与日俱增的飞行流量，精准的扇区分化，以及逐渐普及的自动化管制系统，使得曾经的雷达模拟机训练编写系统与之脱节［5］。在提高管制教员水平、强化管制模拟机教学制度的同时，优化的编写系统，设计与一线切合的管制模拟训练，可大大加强管制学员对机型性能、时间排序、指挥方式的管制技能掌握，产生正确的管制运行认知，健全管制模拟机培训系统。

参考文献：

［1］张煜.浅议雷达管制模拟机培训［J］《内江科技》,2011,3:15

［2］李新胜.雷达模拟机管制案例课件制作系统的分析和设计［D］.四川:四川大学,2004

［3］朱晓波,黄龙杨.院校雷达管制模拟机培训情况分析及建议［J］.科技创新与应用,2017,10:95

［4］马义通.浅谈空管学员模拟机训练的实施［J］.实践与探索,2010,11:261

雷达导航范文篇6

1电子信息技术在汽车上的应用

电子信息技术在汽车上的应用是基于全球定位GPS系统、移动通讯网络以及地理信息系统等技术原理，进而在汽车中能够实现语音通信、信息转换、数据传递、自动报警、目标跟踪及多种实用信息的服务功能。除此之外，还可以通过110、120等系统进行结合实现更广泛的技术应用，方便汽车在驾驶途中遇到问题能够更好的解决。1.1集成安全系统。首先集成安全系统是通过几十项技术组成的，它主要包含电子设备、传感器以及微控制器相关的技术和产品。集成安全系统，它利用集成技术和电子技术，进而研制出适合汽车中的各个环节的安全系统以及设备。这样一来，通过集成安全系统，汽车可以更好的为驾驶人员提供安全等保护功能，例如安全气囊、头部气囊、自适应能力吸收转向柱以及膝盖保护装置等功能，集成安全系统可以全方位的保护驾乘人员的安全。1.2自适应巡航控制系统。自适应巡航控制系统主要是利用控制车辆来判断驾驶人员的理想行车速度，对其目标值进行有效的设定。可以通过雷达、激光波速以及声纳对前方路面进行扫描。如果遇到突发情况时，还可以自适应巡航控制系统将自动减少气门开度，进而降低档位，实施紧急制动，最终能够保持安全的车距。但是，自适应巡航控制系统也需要保持一定的前提，对于汽车的设置以及路边需要有特定传感和通讯设备等要求时，才能保证有效实施无人驾驶的操作。除此之外，汽车还配备超精确的定位系统，可以方便老年人以及弱障人士的出行。1.3碰撞警告系统。汽车的碰撞警告系统也是通过声呐雷达以及激光波速扫描前方的危险源得出的结果，如果前方极其容易出现碰撞危险或者汽车有可能会遇到交通事故，这时汽车可以发出紧急信号，给驾驶人员友情提示，预防交通事故的发生。与此同时汽车中的全球定位系统可以在汽车发生安全事故后，在第一时间将准确的交通事故发生的位置提供给120，进而方便医院及时赶往现场进行救助。1.4电子导航系统和网络通讯系统。（1）电子导航系统：所谓电子导航系统就相当于汽车里的导航系统，它主要是通过全球GPS定位及导航功能来帮助驾驶人员在复杂的交通线路中可以规划最佳的行驶路线，促使驾驶人员更快的到达目的地。电子导航系统借助多层引导式菜单可以根据城市、区域以及功能分区更好地为驾驶人员筛选目标，计算出最近的行车路线，然后通过二维或三维的电子地图呈现于驾驶人员的视野中，除此之外还可以实时标志出行驶的路线位置或地名以及前方道路的整体交通情况。导航会实时的告知驾驶人员前方存在拥堵现象，帮助驾驶员迅速修改行车路线，再恢复全新正确的导航功能。现如今，电子导航系统已经广泛应用于汽车驾驶领域。（2）网络通讯系统：所谓网络通讯系统主要是驾驶人员可以保持认真开车的状态上，通过方便的网络或者声控语音系统将信息传达给驾驶员，一般常见的网络通讯系统传输的方式有两种。首先是通过数字显示器阅读邮件文本，其次是通过语音转换文本，用电子语音的形式朗读文本内容。同时，邮件回复也可以通过音频方式进行传输，用语音识别成文本发出相应的文件。改变了传统人工打字的时代，使交流更加简便。

2智能化技术在汽车上的应用

智能化技术主要是通过感知、规划、决策、辅助、驾驶于一体的综合系统，它可以有效运用计算机、人工智能以及制造控制、信息通讯等技术，它是多种现在技术的融合体。因此，智能化技术成为汽车发展中重要的组成部份，在多个方面为汽车提供有效的服务。2.1智能感知，发出预警信号。通过传统器为技术核心的智能感知系统可以在汽车行驶的过程中，对于汽车周围的环境以及驾驶人员的状态进行智能的感知，进而对即将发生的状态发出预警信号提醒，驾驶人员才能够保持高度近视，避免交通事故的发生。主要的预计信号包含预警系统、驾驶员状态监测系统以及全方碰撞预警和盲点提示、十字路口警告、步行道德警告、车道偏离警告等多种警告功能，保证驾驶人员在安全状态下行车，同时也防止驾驶人员出现走神现象。智能技术可以全方位的感知以及及时的发出预警信号，能够有效避免交通事故的发生，更好的保证汽车行驶的安全性。2.2汽车自动驾驶模式。汽车的自动驾驶模式，通过计算机对其汽车进行全方位的操作，是汽车实现智能化技术的最高表现。目前汽车自动驾驶功能，可以运用于特别拥挤的路段，汽车通过自动驾驶的方式能够保持良好的车距，在近距离车辆时进行排队行驶，不超速不超车，能够有效地防止交通事故的发生。2.3辅助驾驶方式。辅助驾驶的方式是可以通过计算机以及网络系统对其驾驶人员提供相应的建议或者进行决策规划，同时也可以代替驾驶人员进行车辆的操作。主要为驾驶人员提供正确的驾驶判断，包括循环控制车辆跟踪系统以及精确机动系统进行有效判断，进而辅助系统成为智能化驾驶的一种应用形式。2.4智能化技术的相关应用。智能化技术中的关键技术包括：雷达技术、卫星导航技术以及视觉技术，这些都在汽车的行驶上进行了广泛的应用，也在一定程度上保证了汽车行驶的安全，丰富了汽车的功能性。目前汽车的视觉技术已经成为发展迅猛的应用之一。智能汽车的技术运用具有实时性，根据路径的识别及跟踪通过视觉效果将信息传递在驾驶员的眼中。但是视觉技术由于配置遥测以及大数据信息的特征，因此在处理数据过程中导致时效性跟不上的问题，造成视觉技术处理不当。但是雷达技术可以帮助视觉技术在深度信息方便解决问题，通过雷达技术将汽车周围的深度信息准确的提供出来，及时发现车辆周围存在的故障以及前方的车辆和行人。进而视觉技术和雷达技术需要有效的融合，共同用于汽车中，结合各个传感器进行更加准确的路面信息判断，才能有效地为汽车提供精准的信息为路面信息做更全面的了解。

3小结

雷达导航范文篇7

1无人驾驶智能小车介绍

随着生活水平的不断提高，私家车已经成为家家户户出门必要的工具之一。与自行车相比，私家车有不少优点，例如速度快，乘坐人员多等。但是新闻中也有许多因为司机疲劳驾驶，酿成的悲剧。如果能利用现有的科技手段，有效监控红绿灯或突发意外，辅助或者代替司机驾驶，红灯停绿灯行，礼让行人。规避了绝大多数可能产生的意外，为人们生活工作提供安全保障。而目前只有个别城市的公交车拥有无人驾驶技术（杨艳明,高增桂,张子龙,沈悦,王林军.无人驾驶技术发展对策研究[J].中国工程科学,2018,20(06):101-104），而这样的线路还很少，并没有普及。如果能够从根本上解决这样的交通问题，能给我们的生活带来许多便利。无人驾驶小车的影响可能即将深远的影响我们生活的每一个部分。无人驾驶汽车的先进算法（郭丽芳,游雪辉,苏志鑫,邹家伟,邹何.无人驾驶智能车导航定位系统设计研究[J].中国管理信息化,2019,22(18):174-176）会使高速公路容纳汽车的能力更强。货车与货车直接交换信息内容，比司机在拥堵的路上使用喇叭互相沟通交流所使用的时间更短。这两方面能大幅的防止高速公路上汽车出现拥挤的情况。无人驾驶汽车对于停放控制展开了优化，比如制动、加快等等方面，那对汽车提升柴油机管理效率、减少污液排放有踊跃的作用。无人驾驶中，我们运用上了结合雷达实地三维建模（李炯,张志超,赵凯,何滨兵,徐友春.城市环境多激光雷达融合的障碍物检测与跟踪[J].中国机械工程2019,11(27):1-16）的视频处理技术（王昊,关豪,王鹏飞,张映宏.基于ROS系统的摄像头循迹小车设计[J].信息技术与信息化,2019(02):96-98+103），这将大大地提高了小车的性能，当然也需要多学科中使用的传感器、执行器和计算机实时控制。对于无人驾驶的研究（郭丽芳,游雪辉,苏志鑫,邹家伟,邹何.无人驾驶智能车导航定位系统设计研究[J].中国管理信息化,2019,22(18):174-176）亦应是对于这些技术的积攒。

2系统总体设计

我们考虑到自动驾驶小车会经常遇到复杂多变的情况,所以就想到了使用ROS机器人来实现，再配合深度摄像头、普通摄像头和雷达,以此来应付复杂多变的情况。因为要进行图像处理（胡春旭.ROS机器人开发实践[M].机械工业出版社,2018(5)）的数据比较多，所以我们就采用了工控机而不是树莓派，工控机所采用的英特尔i3处理器保证了处理数据的流畅性，再将处理好的数据发送给驱动板驱动四个电机来控制小车。首先使用的是雷达，通过雷达对于周边环境进行读取，再使用SLAM算法（陈庆伟,李民东,罗川,周军,皇攀凌,李蕾.视觉SLAM中图像特征点提取与匹配算法研究[J].现代制造工程,2019(10):135-139+134）展开数据的妥善处理，之后完成空间分析模型的构建。其次我们的小车还配备了深度摄像头，其原理类似于人眼，能够了利用视差进行三维的检测（王昊,关豪,王鹏飞,张映宏.基于ROS系统的摄像头循迹小车设计[J].信息技术与信息化,2019(02):96-98+103），因此我们用深度摄像头来对环境进行三维的检测，以此来辅助雷达进行更加准确的建模，保证了准确性。最后是使用普通的摄像头对交通信号的信息获取，通过OpenCV来获取数据,再将数据发送给工控机，工控机再将处理好的数据通过ROS传输给驱动板以此来完成自动驾驶。

3软件设计

我们要想做到交通信号的获取与判断，就要首先使用普通摄像头对信号灯图像进行获取，在使用OpenCV中的cvtColor函数对颜色进行获取与判断将判断后的结果转换为ROS能读懂的数据通过publisher话题通信机制（胡春旭.ROS机器人开发实践[M].机械工业出版社,2018(5)）将结果发送给小车，以此完成红灯黄灯停，绿灯行的功能，系统总体流程如图1所示。

4总结

雷达导航范文篇8

理及其被用于测距、测速、测角和姿态测量的具体实现方案。

关键词空间交会对接;激光雷达;激光应用;激光测量

在航天器与空间站的交会和对接过程中,一般将空间站称为“目标飞行器”,是被动的;将航天

器称为“追踪飞行器”,是主动的。交会对接过程分为如图1所示的三个阶段[1]。

图1交会对接飞行阶段的划分

追踪飞行器进入轨道后,在GPS导引和地面的遥控下,在距离目标飞行器约100km处捕获到

目标飞行器,并开始确定测量信息和与目标飞行器建立通信联系,转入自动寻的阶段。可见,飞行器

要进行空间对接必须先进行交会(100km～10m),然后进行对接(10～0m)。空间交会对接不仅

在理论上,而且在技术上都是相当复杂的。特别是交会对接测量系统和敏感器的研究在当前和今后

一段时间都是一个关键研究课题。

自主交会对接范围为100km～0m,国外通常的做法是采用微波雷达(100km～200m)、激光雷

达(20km～10m)、光学成象敏感器(200～3m)和对接敏感器(10～0m)四种不同敏感器完成全过

程交会对接测量任务。虽然这些敏感器在一定程度上互为备份,提高了测量系统的可*性。但是这

种测量系统结构复杂,在目标飞行器还必须装有应答机。为了捕获目标飞行器和测量相对姿态,一

般还装有多部天线,整个测量系统敏感器种类多、投资大,设备比较复杂,重量和体积较大,功耗较

高。所以美国、俄罗斯、欧洲空间局及日本等都在发展激光交会雷达,其中特别发展用于几十km至

0m的复合式激光雷达。这种交会雷达测量精度高、功耗小,体积也较小。

本文从理论和实验两方面入手,研究空间交会对接中的激光交会雷达系统,揭示应用于此领域

的微波和激光交会雷达的优缺点和差异,有助于系统的研制和提高交会对接的可*性。

1国外研究概况、水平和发展趋势

美国在60年代初期首次为“双子星座计划”研制微波交会雷达,作用范围为450km～150m,可

以测出目标航天器的方位角、仰角和距离与速率,并可以数字形式送入导航计算机。在阿波罗飞船

进行登月舱和指令服务舱交会对接时,采用X波段单脉冲比幅连续波雷达。美国航天飞机的交会雷

达是Ku波段脉冲多普勒雷达,并且具有通信收发功能,以时分方式工作。70年代美国成功研前已

经在进行激光交会雷达和光学敏感器等自主交会对接测量设备的研制。前苏联交会对接测量系统

基本上采用无线电测量设备———微波雷达,有时也采用闭路电视系统,能在屏幕上给出前方飞行器

沿滚动轴的方向图像。为使对接系统更加完善,并且具有更高技术性能,前苏联也将激光技术用于

空间交会对接,重点发展激光交会雷达。欧洲空间局虽至今尚未实现在轨交会对接,但从80年代初

就开始研究自主交会对接测量技术和敏感器,其中中短程采用激光雷达,目前正在研制激光交会雷

达。80年代后期日本也开始研制交会对接测量系统和敏感器,主要是扫描式激光雷达。可见,微波

雷达作为远距离交会测量手段比较适合,而在中近距离上采用激光交会雷达则优于微波雷达。

由于近期激光技术的继续发展,采用大功率半导体激光器和改进扫描机构性能,提高跟踪精度

以及在目标飞行器上设置协作目标,从而使复合式激光雷达作为交会对接全过程的测量敏感器成为

了可能。目前这些敏感器大部分还在试验和研制阶段。

表1给出了80年代以来交会对接激光雷达敏感器一览表。

表1激光雷达在空间交会对接中的应用一览表

系统名称报道时间作用距离工作方式

激光对接系统美国约翰逊空间中心1986

年报道

远距离

22km～110m

近距离

100～0m

CW半导体激光器作为光源,光

电二极管作为接收器件,检流计

式扫描装置,姿态测量由PSD和

Wallstion棱镜来完成

多目标和单目标定

向敏感器

NASA1986年报道

多目标100～6m

单目标测量6～0m

析象管为接收器件,相位式测

距,远距离用析象管测角

用于空间交会对接

的扫描激光雷达

日本东京宇航研究所1987

年报道

远距离

20km～200m

近距离

200～0m

CW-GaAlAs激光二极管作光

源,硅APD构成四象限检测器

用作接收器件,利用相位法测

距,用检流计扫描装置

用于自主交会对接

的光电敏感器

德MBB公司1983年报道

20km接近CW-GaAlAs半导体激光器作为

光源,硅APD作接收器件,检流计

扫描装置,姿态测量由CCD完成。

用于交会对接跟踪

激光雷达

日本电气、三菱电机公司

1989年报道

30km～0.2m

近距离CCD成象

GaAs激光二极管,四象限检测

器和CCD成象,音频测距。

交会对接光学敏感

器系统

日本NASDA公司1995年

报道

600～0.3m半导体激光连续测距

CCD成象

有源传感器用于空

间交会对接[2]

美国NASA

1997年报道

110～0m

仰角±8°

方位角±10.5°

850nm半导体激光器脉冲照射,目

标安装角反射器,CCD成象检测。

目前美、俄所实现的空间交会对接都需要宇航员的手动介入,而在未来的许多太空任务如卫星

服务计划、空间站自动补给、深空探索、无人飞船等,则需要无人式的自主交会对接[3]。因此美、俄、

日及欧洲空间局都在发展自主自动交会对接测量系统,特别是复合式激光雷达测量系统。

80年代以来,我国激光雷达技术获得了显著的发展,取得了许多科研成果,基本建立了激光测

距、测速、定位和成像等理论模型和实验系统,完全可以将激光技术应用于我国不久将进行的无人自

主空间交会对接。

448电子科技大学学报第28卷

2激光雷达在空间交会对接中的应用

在实际的空间交会对接中,当相对距离大于100m时,航天员可通过机载微波交会雷达和潜望

镜来获得两航天器之间的相对位置。随着两航天器的逼近,当相对距离小于100m时,由于硬件的

限制,微波雷达不能为最后逼近提供足够精度的测量信息。由于激光本身的波束窄、相干性好、工作

频率高等优点,激光雷达能在交会阶段直到对接的整个过程(20km～0m)中提供高精度的相对距

离、速度、角度和角速度的精确测量,因此它既能用于目前的自动寻的、接近和最后的手动逼近操作

过程,又能为未来无人交会对接任务提供自主导航的扩展功能。

2.1激光雷达系统的组成

激光雷达一般由下列部分组成:激光源、发射与接收光路、信号处理、扫描跟踪机构、目标反射器

和检测器等[4,6]。激光雷达系统的组成如图2所示。

图2激光雷达系统

扫描跟踪机构可完成大角度的光束偏转,从而使雷达能在较大范围内扫描、捕获、最后跟踪目标

飞行器。这种机构大都由两自由度框架组成,框架上固定了反射镜,使光束偏转。由于偏转对象是

光束,所以机构可作得十分精巧、细致,不象微波雷达随动跟踪天线那样笨重复杂。

目标反射器安装在目标飞行器上,一般用角反射器三个相互垂直的反射镜组成),从而使目标反

射器将雷达天线射出的光束按原方向反射回去。此时目标的位置和姿态信息由激光雷达光学接收

天线接收,然后进行检测和数据处理。

2.2在空间交会对接中的激光雷达工作原理

激光雷达的测距、测速和测角原理与微波雷达基本相同[6]。因此用于空间交会对接的激光雷达

包含连续波测距器和位置敏感器两个部分[4,7]。这两部分通过共用光学装置混合起来,其光学系统

工作原理和传输波形如图3所示。

图3距离敏感器的工作原理

用激光二极管分别发射测量距离和位置

的激光光束,经极化混合光学系统,进入目标

反射器,然后光束再反射出来,经分光到距离

和位置接收器。为了区别测距和测位置信

息,分别把光信号调制在f1和f2,其中测距

工作频率f1为几MHz到几百MHz,可以利

用边带频率的相位延迟之差测距。图4为其

实现结构图。

第4期杨春平等:激光雷达在空间交会对接中的应用449

图4距离敏感器技术实现结构

图中PD1、PD2和PD3为光电二极管,它

们把光信号转变为电信号。PD1检测连

续波测距基准信号,PD2检测目标反射器

反射回来的信号,两个信号相比可得出相

位差。

激光雷达比较可*和精确的测速方

法是测量回波信号的多普勒频移。该方

法有两种,第一种要求发射的激光束用几

kHz～1GHz的频率f0去调制,回波信号

的多普勒频率fd由下式表示

fd=

2v

c

f0

式中c为光速;v为距离变化率;f0为调制频率。只要测出fd,利用公式v=fdc/(2f0)即可测量

目标飞行器的相对速度,由于调制技术限制,此方法测量灵敏度不高。第二种方法采用激光光频的

多普勒频率,即上式f0用激光频率来代替,则可以进一步提高灵敏度和测速精度(优于1mm/s)。

激光雷达对目标的角跟踪可采用圆锥扫描法和单脉冲法。激光雷达向目标飞行器发射激光信

号,经目标反射回来,通过光学系统投射到四象限光电探测器上。如果目标反射回来的光信号与测

量光轴有一角偏差,则投射在光电探测器上的光斑在四个象限上的面积不同,经处理后得到相应角

误差信号,从而得到两个飞行器的相对方位角和仰角。

现在,激光雷达也能用于最后的手动逼近和对接阶段,此时主要用来测量相对姿态。激光测距

技术比较成熟,但是激光测量姿态角是一项技术难点。在近距离(约100m)一般采用光学成像敏感

器实现。

光学成像敏感器由安装在追踪飞行器上的成像装置(如CCD摄像机、红外摄像机)和安装在目

标器上的特征光点(如激光二极管或无源光点角反射器)两部分组成。根据安装在目标飞行器上特

征光点的数目和位置,有以下方法:1)三个特征光点在目标飞行器对接口平面内成等腰直角三角形

排列;2)三个特征光点在目标飞行器对接口平面内成等边三角形排列;3)三个特征光点在与目标飞

行器对接口垂直的平面内成等边三角形排列,其中一个安装在对接轴上;4)四个特征光点在目标飞

行器对接口平面内成正方形排列;5)四个特征光点,其中三个特征光点在目标飞行器对接口平面内

成等腰三角形排列,另一个安装在对接轴上[5];6)五个特征光点,其中四个特征光点在目标飞行器

对接口平面内成正方形排列,另一个安装在对接轴上;7)三个不在一条直线上的特征光点在目标飞

行器对接口处根据需要任意布局。

根据1997年NASA报道[5],美国马歇尔太空飞行中心用于近距离的自主交会对接系统的激光

雷达测量相对姿态的主要方法是直接照射法:在激光雷达上安装CCD照相机(响应波长为800nm

和850nm),采用宽发散角(29°)的800nm和850nm脉冲激光光束直接照射按照5)方式排列在目

标飞行器上的边角反射器阵列(吸收800nm,反射850nm),然后根据CCD相机上成像的光点或图

像,经数据处理成为相对距离和姿态[2]。随着CCD面阵的像素增多,数据处理和软件的改善,这种

方法可以获得较高精度。

影响光学成象敏感器姿态测量精度的主要因素有:1)特征光点数目和布局:原则上光点数目越

多和光点与摄像机构成的体积越大,测量精度越高;2)摄像机数目和安装位置:从原理上说摄象机

数目越多,测量精度越高。但通常采用双摄像机已足够,此时可以克服光点本身位置安装带来的误

差和避免算法多解。另外,从空间设备量来说,减少设备总会受到总体设计师的欢迎;3)镜头焦距

与几何失真、图像采集A/D误差与靶面分辨率和成像中心定位误差;4)不同算法与算法数值误差也

是影响测量结果的一个重要因素。

450电子科技大学学报第28卷

国外大量实验表明:相对距离越长,姿态测量误差越大;在长距离(>10m),测量姿态精度比测

量距离精度高;在短距离(<10m),测量距离精度比测量姿态精度高。

3结束语

激光雷达在空间交会对接应用方面,不仅可以作为远距离交会测量手段,也可以作为近距离交

会对接敏感器。与微波雷达相比,它具有以下特点:1)窄波束:用实际可实现的天线孔径,可得到极

窄的激光波束,从而提高测角分辨率;2)大宽带:高的工作频率使激光雷达能获得大信号带宽,从而

提高测距的精度和测角分辨率。3)测速灵敏度高:因激光雷达工作频率高,从而提高了多普勒测量

的灵敏度;4)固态化:采用固体激光器可获得高可*性,可使体积小、重量轻和功耗低;5)可以比较

方便地测量飞行器的相对姿态角。

另外,激光雷达还可以做到无机械运动机构,同时在空间基本上没有无线电传输损耗和衰减等。

因此激光雷达比较适用作为空间交会对接敏感器,特别在中、近距离更为突出。

参考文献

1林来兴.空间交会对接.北京:国防工业出版社,1995

2HowardRichardT.,ColeHelenJ.Automaticrendezvousanddockingsystemtestandevaluation.SPIE,

1997,3065:9～131

3林来兴.一种用于交会对接全过程的测量敏感器———复合式激光雷达.航天控制,1992,4:41～47

4KachmarPM,ChuW,PoluchkoRJ.激光导航敏感器在自动交会中的应用.控制工程,1996,4:26～29

5PhilipCalhoun.Asolutiontotheproblemofdeterminingtherelative6DOFstateforspacecraftautomated

rendezvousanddocking.SPIE,1995,2466:175～184

6吴健.激光雷达—机遇与挑战.电子科技大学学报,1994,23(增):1～7

7林来兴.自主交会对接测量系统和对接敏感器.航天控制,1991,4:40～45

ApplicationofLaserLadarinSpaceRendezvousandDocking

YangChunPingWuJianHeYi

(Inst.ofAppliedPhysics,UESTofChinaChengdu610054)

ZhangWei

AbstractInthispaper,theapplicationoflaserradarinspacerendezvousanddockingis

introduced,Theprincipleofhowalaserradarworksasarendezvousdetector,andthewayitis

implementdeindetectingrange,speedandanglearediscussed.

雷达导航范文篇9

1现状和分析

1.1我国所需紧急医用物资的情况

在人口众多的我国,很多地方的救援条件不完善、信息不畅,使得医疗事故紧急救援的“紧急”性大大折减,从而使得我国万人致死率远远高于其他国家。由于救助常识的缺乏,多数救助措施是在受伤者被运送到分布有限的医院、急救中心以后才着手实施的,而医院设备的限制或看似普通的药物却在需要时不能及时或短时间内送到而导致伤者因贻误救助时机而丧失生命或加剧救助难度。有专家指出,我国要搞好紧急救援,使其在各个地区、各个领域、各个方面都能发挥卓有成效的作用,最大限度减少生命和财产损失,是全面落实以人为本、促进人的发展的一个基本前提。而从我国的国情出发,我国的公路及高速公路经常造成交通堵塞,空运的昂贵费用增加了利用城市医疗和急救系统救援的难度。在搜集信息的过程中我们发现,其实紧急救援中有一定的比例是在于紧急物资的运送。如果我们设计一种小型飞行器能实现在最短时间内把所急需的医疗物资安全、快捷地送到目的地,那无疑是对中国医疗事业的一大贡献。它是一架无人驾驶的微型飞机,与大型航空器相比,它无需造价昂贵的机场,与公路交通相比,它不受堵车的时间限制,还可以翻山越岭不受地形的阻挡,正所谓“天高任鸟飞”,广阔的空间为它提供了施展身手的舞台,即使未来当小型飞行器的人均拥有量与现在的汽车拥有量相同,也不会造成交通拥挤现象。这可以由地面上的控制中心通过一系列的技术来统一设定航向,自动驾驶,从而快速安全地达到目的地。发明这一装置的意义在于抓住拯救病人的黄金时间,挽救可能存活的生命。

1.2聚焦个案——北仑区的所需紧急医用物资调用情况

1.2.1区人民医院急救药品紧急运输的调查

1.2.2北仑区紧急医用物资运送的调查:

2研究内容

设想一下:一位正在登山游玩的游客哮喘发作,他赶紧拿出手机,拨通了120急救中心,几分钟后小型飞行器已带来了他所需要的药品及处理的步骤。我们根据它的特点、功能结合现代科技技术提出我们的方案。

2.1飞行器基本外形设计

我们的设想:飞行器的基本外形为碟形,就如UFO一样,见图(1)。

2.2飞行器所具备的功能

(1)具备垂直起降功能,飞行时速达到800～900km/h(2)具有小型雷达探测功能,实时监测以它为中心、半径为1km球体以内的物体,同时实现高度的定位(3)具备北斗卫星导航数据接收芯片,用来确定飞行器的位置(4)具备3G网络模块及信号增强设备,从而可以实现实时视频传输功能(5)具备飞行器储物空间并配置安全系统功能(6)采用能源:太阳能和电能等

2.2.1技术研究(1)垂直起降技术的原理我们知道,飞机飞行需要克服两种力—重力和阻力。重力是由飞机的气动面,即机翼和尾翼产生的升力平衡的;阻力则是由发动机提供的推力克服的。正常飞机的起飞过程就是飞机在发动机的推动下,克服阻力向前滑跑,当滑跑速度足够大到使机翼产生的升力大于飞机的重量时,飞机就可以离开地面升空飞行了。而垂直起落飞机由于不需要滑跑,就不可能由机翼产生平衡重力的升力,所以要实现垂直起降,就只能把希望寄托到飞机的动力设备—发动机上了。垂直起降飞机就是由发动机提供向上的推力来克服重力实现垂直起降的。垂直起降飞机产生升力的办法有三个,一个是偏转发动机的喷管,第二种是直接使用升力发动机提供升力,第三个是前两种办法的组合,同时使用升力发动机和主发动机。(2)垂直起降技术的优点①具有垂直起降能力的飞机不需要专门的机场和跑道,降低了使用成本。②垂直起降飞机只需要很小的平地就可以起飞和着陆③定点准确,着陆安全性高。(3)小型雷达探测器近年来微电子技术和微电子工艺都经历了飞速发展,固态毫米波器件日益成熟,微波单片集成电路(MMIC)逐渐向频率高端发展,并已经进入毫米波应用阶段,这些都为毫米波集成系统的发展奠定了良好的基础。随着毫米波系统的不断改进,系统对天线的要求也不断提高,这极大程度的促进了毫米波天线技术的发展,不断有新结构、高性能的天线问世,并且相当一部分已经成功应用到了毫米波系统中。36.5GHz小型雷达前端,有单天线体制和双天线体制两种,整个前端集成在25mm和30mm直径的圆柱形金属盒内。小型雷达便于安装在小型飞行器上,其功能强大,能探测方圆100km以内所有的飞行物,控制中心根据雷达所获取的信息,及时调控飞行器,按规划路线飞行。(4)北斗七星终端全球3G移动通信标准之一的TD-SCDMA,便是由中国制定,近年在中国移动、华为等公司合作下,已设计出适用于北斗系统的方案,待北斗系统完成,TD-SCDMA就不必完全受制于美国的GPS。利用卫星导航精确定位与测速的优势,可实时确定飞行器的瞬时位置,有效减小飞行器之间的安全距离,甚至在恶劣天气情况下实现安全飞行。是中国专利3G网络模块。TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准(简称3G),自1998年正式向ITU(国际电联)提交以来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可并、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作,从而使TD－SCDMA标准成为第一个由中国提出的,以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。TD-SCDMA在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减少用户间干扰,从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的优点,可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。我们考虑到以后飞行器数量的增多,会面临IP地址不够用的现状,所以在飞行器上使用最新的IPV6协议,保证有足够的地址使用。机载视频在飞行器起飞和着陆以及接近用户的时候启用,并与控制中心形成信息交互,从而使飞行器能够平稳、安全地着陆。(5)具备飞行器储物空间并配置安全系统功能凭航空公司短信发来二维条码,旅客无需再到机场柜台办理登机牌,可直接登机。昨起,国航国内航班推出手机乘机服务,成为国内首家全程无纸化登机的航空公司。国航和首都机场联合宣布,自5月8日起,在国航国内航班上开通手机乘机服务,包括北京出发的国航实际运营的国内直达航班(不包含西藏航线旅客及婴儿、儿童、病残等需要特殊照料的旅客)。记者看到,这个二维条码电子登机牌是个黑白相间的小图标,旅客进到安检通道后,工作人员用仪器轻轻扫过小图标,旅客身份、航班信息就得到了确认。昨日,中国民航局运输司司长王荣华证实,这是国内首次推出完整的手机乘机服务[5]。利用类似的安全系统可以实现:飞行器到达用户身边时,用户可以用授权码取出所需物件。(6)能源来源太阳能的接收——根据自身所携带的新型太阳能接收板,接收来自外界的太阳能,不用时则可停靠在太阳下充电。太阳能的接收、存储与传输:①当太阳能不够时,控制中心能及时获取信息并对飞行器实施远程无线充电。②当太阳能过多时,控制中心则会采用远程无线充电技术实施反充电,以收集多余能源用于他处。

2.3小型飞行器智能控制中心

2.3.1小型飞行器智能控制中心的运作原理运作原理:用户急需药品并使用通讯工具联系120急救中心,120急救中心确定药品规格及数量,然后把信息传给控制中心,控制中心调配相应规格的飞行器到120中心取药,同时发送授权码给用户,然后通过北斗七星定位系统,直接飞行到用户处,用户通过授权码确认并取出药物。具体见(图2)注:①用户提出需求。②120中心查找并发送药品的信息(外形和重量)给控制中心。③-⑤控制中心通过北斗卫星,确定用户准备位置,并反馈信息给控制中心。⑥-⑦控制中心调配最近适当型号的飞行器确定飞行路线并发授权码给用户。⑧授权的飞行器,在控制中心的调控下自动到达120中心,120中心安装药品并确认,控制中心自动检测完成后起飞。⑨-⑩飞行器到达用户处,用户用授权码取出药品,控制中心检测安全后,返回到基地A。

2.3.2小型飞行器智能线路规划系统只听说过飞鸟与飞机的相撞事故,没听说过在一起飞行的鸟相互撞击的故事,准确的导航系统和先进的智能感应器可以确保众多飞行器在一起飞行的安全性,同时也可以避让其他空中飞行物。由北斗七星全球定位系统确定用户的位置,反馈给控制中心,然后由巨型计算机完成飞行路线分配,并确定航线,防止飞行器互相干扰。利用飞行器中的小型雷达系统实时反馈飞行航线中遇到的障碍(如飞鸟或其他飞行物),然后控制中心可以进行实时的线路调整(如由于自然原因造成的飞行器航线偏离,飞行器可以实现与控制中心数据的实时交互,实现线路的纠正),从而顺利到达目的地附近,接着通过机载摄像头安全地送达用户手中。

3关于小型飞行器在未来社会的大胆展望

(1)静音技术:高速飞行划破空气会产生巨大或刺耳的噪音,最好有一种静音技术,像外星人的飞碟一样来无影去无踪,无声无息。

雷达导航范文篇10

1现代卫星电子侦察发展现状及趋势

电子侦察卫星又称之为信号情报卫星，主要用于侦察雷达、通信装置等电磁辐射源所发信号，或是监控不同战略武器的遥测试验信号，通过精确计算确定信号参数，并判断信号源定位，实现源头靶向跟踪，形成可用的专业情报。电子侦察卫星可分为通信情报卫星和电子情报卫星，前者可解读不同信号的收发内涵，后者可实现信号参数的量化分析与精确判断。经过多年的发展，现代卫星电子侦察已经逐步摆脱原先由美、俄两军事大国垄断的困境，特别是拥有自主军事力量的主权国家，纷纷加强了对航天发展战略的调整，增加了资金与技术的倾斜，进一步深化对空间的控制权，自主研发独立的空间电子侦察技术。如今，现代战争愈发强调通过卫星电子侦察来掌握敌军情报，确保在战争中可先发制人，可见卫星电子侦察的确具备无法替代的侦察优势，其在加载更多大规模集成技术与微处理技术后，微型化、轻量化程度更加明显，可靠性、稳定性更趋成熟。从现阶段看，现代卫星电子侦察技术将变得更加智能，信息处理能力进一步增强，信息实时传递速率大幅提升，组网状态更加稳定可靠。在现代战争运用中，卫星电子侦察技术将保障不同信号的高效截获，保障不同信号的灵敏传输，强化在高密集度信号环境中快速分选信号，强化对非常态体制辐射快速的信号适应，高精度计量信号频率与定位精度等。

2现代卫星电子侦察存在的技术弱点

现代卫星电子侦察依然会遭受不同程度的卫星对抗干扰，不利于信号监测与传输。（1）卫星在侦察监视过程中主要通过捕获目标电磁辐射来开展工作，若目标物体所辐射的信号不稳定，无法处于卫星侦察所设定的信号监测接收范围，或是超出可接收覆盖半径，就意味着卫星侦察处于失效状态，此类情况多见于通信制式较为猝发或处于扩频状态侦察。（2）电子侦察卫星对要求侦察监视的目标物距离过远，而只能接收到持续较弱的电磁波，难以形成准确的信号解析结果，同时由于空间位置过高，侦察过程可能存在大气干扰或是信号波形存在失真及波束方向限制，难以有效提取到可用信号。若电子侦察卫星处于近17KM的低轨道运行，又可能遭遇敌方反卫星武器的对抗攻击。（3）电子侦察卫星的自身质量荷载问题，也同样影响到卫星在信号侦察监视过程中的反应处理，在容量与响应速度方面存在一定不足，这样若遇密集电磁辐射源或信号源，就会产生更多的信号识别与分选阻力，也就容易产生假信号干扰。（4）现代卫星电子侦察往往处于被动且隐蔽运行状态，通过一定的技术手段能够得到其隐蔽位置，根据空间坐标能够向有关干扰装置的跟踪提供更多导向信息。

3现代卫星电子侦察的常见干扰技术

现代卫星电子侦察常干扰技术主要分无源干扰与有源干扰。3.1无源干扰无源干扰指的是目标物通过外覆无源干扰材料或是加装无源干扰器材从而直接变更源自目标物的电磁波反射特性，使得目标物与周围环境所产生的电磁波反、辐射等现象未呈现明显差异，从而直接误导干扰不同光学、电子侦察卫星设备，也可影响光电精确制导武器系统识别力。常见无源干扰方式包括：（1）撒布箔条；（2）悬浮微粒烟幕；（3）金属电离气体云；（4）单向遮蔽烟幕；（5）镀层金属电磁波干扰物；（6）膨化石墨特制干扰剂等。其中，撒布箔条的方式中有几方面的特殊功能箔条丝应用，主要思路就是将具备特殊属性的化学材料涂喷在箔条丝上，一旦暴露在空气中将会迅速氧化，从而可吸收雷达发射波，实现雷达对抗，还可对抗红外指导导弹等武器。值得一提的是吸收型箔条丝和闪烁型箔条丝。前者实质为超薄非金属偶极子，属中等导电率，经外力完成对空量抛后可成吸收云，可转化电磁波能量为热能，从而避开雷达制导目标设定。后者实则为特性可变的偶极子，在发射动作后自身特性消失随即又复现，从雷达监测来看电磁波的反射特性表现得时有时无。此无源干扰所用偶极子多采用玻璃纤维、塑料等材质并于外涂氧化金属盐。烟幕干扰方式主要思路是于空气抛投足量气溶胶微粒后改变目标物外表周围的电磁波介质传输特性，从而降低不同光电侦察设备及探测武器、制导武器系统的侦察监视效果实现干扰目的。烟幕干扰需要专用的发烟剂，此物质具有固、液两态区分，而基于形成方式的区分，又可分为升华、蒸发、爆炸、喷洒等四型。烟幕干扰的战术应用上，可进一步详分为遮蔽、迷盲、欺骗和识别烟幕，在完成干扰的波段区分方面看，烟幕还能按照防可见光烟幕、防近红外烟幕、防热红外烟幕、防毫米波烟幕、防微波烟幕、多频谱烟幕的分类进行区别。在研究烟幕干扰的过程中，一些科学研究人员也发现，处于抑制大气光谱透过率的目的，若与目标保持一定距离后大范围快速施放烟幕或水幕，则能够使不同悬浮颗粒加深对可见光电能量的吸收，这样也能够有效拉低现代卫星的电子侦察性能。如今，烟幕及水幕技术的应用日渐广泛，成熟的烟幕干扰技术多见于现役舰艇编队中，对雷达及通信监视装置的干扰效果显著。水幕在不少国家也被装配在护卫舰上，如德国等。经研究，烟幕干扰可对0.6μm±0.2μm波段可见光设备保持对抗性，同时可对抗0.9μm±0.2μm近红外目视光学瞄准系统以及1.06μm波段激光系统，未来随着技术的发展，还将用于对抗中远红外波段红外成像系统、1.06μm波段激光指示系统、制导武器系统等。综合来看，撒布箔条、烟幕以及金属电离气云等干扰技术能够保持较理想的雷达波吸收性能。单向遮蔽烟幕在释放后，能够在蒙蔽对方视线的情况下，让己方人员准确识别判断对方，提升了干扰与阻击效果。镀层金属电磁波干扰物在目标物外表附着后可释放雷达波吸收功能，从而使得雷达信号锐减，难以得到卫星电子侦察监视。膨化石墨特制干扰剂能够识别可见光以及mm级别波段的电磁波，干扰性能同样较为出色。3.2有源干扰有源干扰指的是通过采用真实或近似噪声所形成的干扰信号覆盖或半遮盖可侦察的有用信号，降低卫星对不同信息的接收。常见的有源干扰技术多使用红外干扰机、激光干扰机、GPS干扰机等设备完成。红外干扰机通过向外界释放红外干扰信号，能够有效阻截敌方所建立的红外观测系统，也可直接降低红外制导系统运行可靠性。如法国EIREL车载红外干扰机所发射的干扰信号，可扩大辐射对抗半径，有效识别并抑制侦察威胁。配置EIREL车载红外干扰机的战车保持静止状态下，装置仅于正面呈弧形辐射干扰波；若持续行进则可保持高效水平扫描发射干扰波，可360°实现无死角对抗保护。激光干扰机使用激光发射装置持续对外产出干扰信号，形成激光诱饵，从而扰乱方激光器功能。如英国装甲战车所配置的防卫辅助子系统中，激光诱饵的设置可在分析辐射信号后精确计算敌方武器的预打击目标并射出对应激光信号造成敌方打击目标的失真混乱。GPS干扰机主要是向不同卫星导航系统发射干扰信号，压制信号接收设备性能，使得GPS卫星定位信号难以保持正确性。如俄罗斯某GPS便携干扰机，功率仅8瓦，可对全球标准定位C/A码制式应用的GPS接收机进行干扰，有效距逾200公里。如对抗基于美国与北约盟方的加密定位P(Y)码制式工作的GPS接收机则干扰距可超40公里。

4结束语

卫星电子侦察具备无法替代的侦察优势，现代卫星电子侦察的技术加载程度愈发强化，未来将更体现微型化、轻量化、高可靠性、高稳定性。卫星电子侦察要想发挥更大的战略性优势，还需要在解除干扰对抗方面有所创新与突破，应积极应对无源干扰与有源干扰，进一步增强侦察范围，提升侦察数据精确性，才能推动军事情报工作掌握主动权。

参考文献

[1]姚月松,郭凤宇.电子侦察卫星反电子干扰措施分析[J].空间电子技术,2010,07(4):20-22.

[2]武成锋,彭元,何子君,等.卫星导航干扰与抗干扰技术综述[J].导航定位与授时,2014,1(2).