趙陽 朱海文 董健

摘 要：多普勒導(dǎo)航雷達(dá)的研制開發(fā)工作大約是從1946年開始的，其在一定程度上可以提供極為精確的地速測量值，主要是用于直升機(jī)的航位推算法導(dǎo)航中。多普勒的研制開發(fā)適用于商業(yè)民用航空的雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)，然而這些系統(tǒng)在直升機(jī)的跨洋飛行導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中得到了非常廣泛的實際應(yīng)用。本文主要是針對直升機(jī)多普勒導(dǎo)航的原理以及實際應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，為從事使用直升機(jī)多普勒導(dǎo)航雷達(dá)設(shè)備的工程技術(shù)人員以供參考。

關(guān)鍵詞：直升機(jī) 多普勒 導(dǎo)航原理 實際應(yīng)用

前 言

多普勒雷達(dá)導(dǎo)航從早期的研發(fā)階段開始到現(xiàn)目前所出現(xiàn)的變化都是減輕多普勒導(dǎo)航雷達(dá)傳感器的自身重量，其在最開始的重量大約在350磅左右，發(fā)展到現(xiàn)目前的10磅左右。在多普勒實際設(shè)計研發(fā)期間，還存在很多的問題，比如跟蹤多普勒頻譜的實現(xiàn)方法和天線穩(wěn)定方式等方面都是需要在前期環(huán)節(jié)中重視的。多普勒雷達(dá)主要是充分運用多普勒效應(yīng)進(jìn)行實際定位，測速等工作的導(dǎo)航雷達(dá)，其在當(dāng)前軍事，生產(chǎn)，航空航天等范疇內(nèi)的使用相對較廣泛。

一：直升機(jī)多普勒雷達(dá)導(dǎo)航的工作原理分析

脈沖多譜勒雷達(dá)的主要工作原理是；當(dāng)雷達(dá)發(fā)射固定頻率的脈沖波對空間進(jìn)行掃描時，若是遇到了在活動的目標(biāo)，其回波的實際頻率以及所發(fā)射的發(fā)射波的頻率是會出現(xiàn)一定程度上的誤差的，其成為多普勒頻率。在某種程度上根據(jù)多普勒頻率的大小，可以測定出活動目標(biāo)對于雷達(dá)導(dǎo)航的徑向相對運動的速度，然后再根據(jù)所發(fā)射出的脈沖以及所接受到的時間差，可以在一定程度上測定出活動目標(biāo)的實際距離。與此同時還能夠使用脈沖頻率過濾等方法來檢測出活動目標(biāo)的多普勒評論蒲縣，這樣能夠讓雷達(dá)導(dǎo)航從強雜波當(dāng)中分辨出目標(biāo)的實際信號。直升機(jī)多普勒雷達(dá)導(dǎo)航主要是由發(fā)射機(jī)，天線，接收機(jī)以及數(shù)字信號處理劑和雷達(dá)數(shù)據(jù)處理等部分所構(gòu)成。其機(jī)載直升機(jī)多普勒雷達(dá)通常采用的都是相干體制，其有著相對較高的載頻穩(wěn)定度以及頻譜精純度等，在某種程度上可以充分的采取現(xiàn)目前先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù)，這樣能夠讓脈沖多普勒雷達(dá)導(dǎo)航在重復(fù)頻率以及多種發(fā)射信號的形式有所轉(zhuǎn)變，這樣還能夠在數(shù)據(jù)處理機(jī)中充分運用代數(shù)的方法，這樣能夠在某種程度上應(yīng)用濾波理論的數(shù)據(jù)處理機(jī)中對活動目標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的預(yù)測等。

二：直升機(jī)多普勒雷達(dá)的特點

第一，脈沖多普勒雷達(dá)可以采用編程序信號處理機(jī)，這樣能夠在某種程度上增大雷達(dá)信號的處理容量，靈活性以及速度，從而提升雷達(dá)設(shè)備的重復(fù)使用性，還能夠讓雷達(dá)和跟蹤活動目標(biāo)的同時進(jìn)行實際搜索并且能夠改變或者是提升直升機(jī)導(dǎo)航雷達(dá)的工作狀態(tài)，從而讓累到具有對付外界因素中各種干擾因素的能力和識別活動目標(biāo)的能力。第二，脈沖多普勒雷達(dá)才可以采用多普勒波束銳化技術(shù)來獲取對目標(biāo)的高辨識度，在對空對地的實際應(yīng)用中還能夠提升對活動目標(biāo)提供高辨識度的地圖測繪以及高分辨度的局部放大測繪，在對空中物體進(jìn)行判斷時也可以分辨出密集編隊的群體活動目標(biāo)，能夠清晰的確定活動目標(biāo)的距離等。第三，脈沖多普勒雷達(dá)可以充分采用可編程序柵控行波管，從而在一定程度上雷達(dá)工作能夠在不同的脈沖中重復(fù)頻率的實際應(yīng)用，其自身具有較強的波形能力，還能夠根據(jù)不同的空中戰(zhàn)術(shù)狀態(tài)而改變不同的脈沖重復(fù)頻率波形，在一定程度能夠獲得各種工作狀態(tài)的最佳性能，從而讓多普勒雷達(dá)的性能得以完全體現(xiàn)。

三：直升機(jī)多普勒導(dǎo)航實際應(yīng)用

直升機(jī)多普勒導(dǎo)航裝置的有效運用，能夠在一定程度上保證直升機(jī)的安全，能夠讓直升機(jī)的飛行目標(biāo)以及飛行姿態(tài)變的更為穩(wěn)定，在某種層面上還可以規(guī)避突發(fā)情況和安全隱患，從而直接提升直升機(jī)處理任務(wù)的時效性以及安全性。

3.1 直升機(jī)組合導(dǎo)航的實際應(yīng)用

組合導(dǎo)航主要是把好幾種導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行組合起來，這樣能夠在一定程度上形成一個新型的多功能的導(dǎo)航裝置。在某種情況下組合導(dǎo)航裝置以及系統(tǒng)在構(gòu)建期間可以充分的進(jìn)行重新調(diào)試的形式和SINS/GPS以及加權(quán)組合形式位置組合的形式，這三種方法，能夠在一定程度上去完成組合導(dǎo)航系統(tǒng)以及裝置的完整構(gòu)建。在某種層面上去分析GPS和SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的位置組合形式，再來對所完成的直升機(jī)多普勒導(dǎo)航的功能性進(jìn)行分析；組合導(dǎo)航的系統(tǒng)主要是由GPS衛(wèi)星和曼陀以所組成的，其可以充分的去完成對直升機(jī)飛行目標(biāo)和飛行姿態(tài)的具體位置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的測定，并且還能夠在時間中標(biāo)明，GPS和SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的位置以及直升機(jī)的姿態(tài)信息有相對較好的重復(fù)性，從而直接能夠符合直升機(jī)飛行的具體需求，讓直升機(jī)能夠得到導(dǎo)航的指引，更好的去對飛行目標(biāo)和飛行姿態(tài)有一個更好的效果。

直升機(jī)多普勒雷達(dá)在1946年的時候就已經(jīng)開始運用在測量速度中，在國外軍用直升機(jī)中其最早開始采用的導(dǎo)航就是使用的多普勒導(dǎo)航，在1960年時，多普勒導(dǎo)航在直升機(jī)中進(jìn)行了長距離線上也充分的運用了這種導(dǎo)航系統(tǒng)。在很早之前多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的電子管式多普勒雷達(dá)以及機(jī)電模擬式導(dǎo)航計算機(jī)，然后在今后的幾年中逐漸改用了晶體管式多普勒雷達(dá)以及數(shù)字電子計算機(jī)，到了現(xiàn)如今多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)才逐漸發(fā)展成為了組合導(dǎo)航系統(tǒng)，比如多普勒慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等諸多中組合導(dǎo)航系統(tǒng)都是運用在了現(xiàn)在的直升機(jī)實際飛行過程中。直升機(jī)多普勒導(dǎo)航在海上具有自動修正功能，其不需要參加海陸修正開關(guān)?？梢院蛷陌l(fā)根運用設(shè)入海面風(fēng)和洋流來對海洋風(fēng)以及洋流的影響進(jìn)行修正的。然后在傳感器發(fā)生的故障時其所具備的導(dǎo)航費那事。其在所有地貌上空的三維懸停，這樣能夠在直升機(jī)多普勒雷達(dá)中有很強的效果。是在某種程度上計算機(jī)的速度相對較快，在速度時間和速度起伏上都是有相對較小的延遲性的，在一定程度上海面上的噪聲率譜密度相對較小，在一定程度上滿足和自動駕駛的導(dǎo)航一起具有相對應(yīng)的連接，其能夠自動的進(jìn)行地標(biāo)和目標(biāo)的鎖定，在直升機(jī)飛行到飛航點時可以進(jìn)行位置的實時更新，然后在直升機(jī)的目標(biāo)上空時還可以進(jìn)行對于目標(biāo)的儲存，這樣能夠讓直升機(jī)多普勒導(dǎo)航的效果達(dá)到最佳。

結(jié)語

總而言之，多普勒的在當(dāng)前的應(yīng)用十分廣泛，在我國各領(lǐng)域中都是應(yīng)用，尤其是在直升機(jī)，軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用極為寬廣，其能夠帶給直升機(jī)對于飛行目標(biāo)和飛行姿態(tài)的確定，在一定程度上保證了直升機(jī)的飛行安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳帥， 紀(jì)文濤， 韓宇， et al. 直升機(jī)高精度長航時自主定位方法研究[J]. 電光與控制， 2011， 18（2）.

[2] 郭麗京. 用于直升機(jī)的多普勒/GPS導(dǎo)航系統(tǒng)AN/ASN—128B[J]. 長嶺技術(shù)， 2002（4）：5-12.

[3] 孫慶新. 多普勒導(dǎo)航雷達(dá)信號處理系統(tǒng)設(shè)計[D]. 西安電子科技大學(xué)， 2006.