劉莎莎

雷達天線定向測量不確定度評定

劉莎莎

雷達系統(tǒng)在安裝尋北儀后需要使用陀螺經(jīng)緯儀對其定向精度進行校準。本文基于某型雷達天線定向的實例，分析了測量過程中的不確定度來源并評定。

陀螺經(jīng)緯儀是一種將陀螺儀與經(jīng)緯儀連成一體，能夠直接測出對“真北”（地球自轉(zhuǎn)軸）的方位角的定向儀器。在使用其對天線進行定向測量時，需對測量結(jié)果的質(zhì)量進行定量評定，即測量不確定度。

數(shù)學模型

使用陀螺經(jīng)緯儀進行定向時，天線方位角:式中:NT—陀螺讀取北方向值；NS—經(jīng)緯儀讀取天線法向值。

測量不確定度的主要來源

（1） 測量重復(fù)性引入的不確定度分量U1:

（2） 經(jīng)緯儀引入的不確定度分量U2；

（3） 陀螺儀引入的不確定度分量U3；

（4）儀器整平誤差引入的不確定度分量U4；

（5）風力、震動及溫度變化等引入的不確定度分量U5。

標準不確定度的評定

（1）重復(fù)性條件下測量引入的不確定度分量U1-A類評定:

在天線前方架設(shè)陀螺經(jīng)緯儀，不斷移動其位置，直至經(jīng)緯儀垂直照準部與天線法向平面重合，整平后將經(jīng)緯儀讀數(shù)置零，則NS=0。啟動陀螺，其北方向值NT通過連續(xù)讀取5個逆轉(zhuǎn)點讀數(shù)μ1、μ2、μ3、μ4、μ5，計算舒勒平均值得到:

重復(fù)測量10次，得到以下數(shù)據(jù)。

表1 測量數(shù)據(jù)

（2） 經(jīng)緯儀引入的不確定度分量U2—B類評定:蘇州光學儀器廠的J2-1型經(jīng)緯儀送上一級檢定機構(gòu)檢定給出的不確定度為0.5″，K=2，則由此產(chǎn)生的標準不定度為:

（3） 陀螺儀引入的不確定度分量U3—B類評定:

（4）儀器整平誤差引入的不確定度分量U4:

通過水準器氣泡進行整平，J2-1型經(jīng)緯儀長水準器誤差為20〞/2mm（1格），實際操作誤差通常在1/4格，符合矩形分布，則由此產(chǎn)生的標準不定度為:（5）風力、震動及溫度變化等引入的不確定度分量U5:由于儀器內(nèi)部對于測量過程已經(jīng)進行了溫度等因素的補償，故環(huán)境引起的不確定度可以忽略。

標準不確定度的合成

各標準不確定度的分量匯總?cè)绫?。

表2 標準不確定度匯總表

各輸入量之間相互獨立，則合成標準不確

定度為:

擴展不確定度的評定

取置信概率P=95%，則K=2，擴展不確定度為U =18.54″。

結(jié)語

任何測量結(jié)果都具有不確定性，測量設(shè)備、環(huán)境及人員都是影響測量結(jié)果的重要因素。在實際天線定向過程中，除具體角度外，還應(yīng)給出測量結(jié)果的不確定度，保證數(shù)據(jù)的科學性和完整性。

劉莎莎

中國電子科技集團第三十八研究所

劉莎莎，女，工程師，中國電子科技集團第三十八研究所，主要從事長度計量與雷達產(chǎn)品工程測量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001