脉冲雷达

对飞行器进行跟踪和精密测量的无线电设备。它为航天器定轨和目标特性测量提供测量信息。常用的脉冲测量雷达有圆锥扫描雷达和单脉冲雷达。

脉冲雷达工作原理

脉冲测量雷达通过测量脉冲电磁波往返时间延迟得到目标的距离信息，根据接收脉冲载波中的多普勒频率测量目标的径向速度，利用等信号法获得目标的方位角和俯仰角数据。圆锥扫描雷达的跟踪原理是：天线波束偏离雷达瞄准轴(等信号轴)一个小的角度，并绕瞄准轴快速旋转，在波束最大增益方向扫成一个圆锥体，使目标回波幅度呈正弦调制。对信号解调和鉴相可得到瞄准轴与目标之间的角误差信号，用以控制天线向减小目标偏角的方向转动,实现角度跟踪。单脉冲雷达则用4个相对于等信号轴对称配置的接收□叭同时接收回波，上、下对与左、右对□叭所接收到的信号进行比较，得到误差信号,用以控制天线转动,当转动到两对□叭接收到的信号相等时就完成了角度跟踪。在雷达跟踪的同时，可从天线座的角编码器读出方位角和俯仰角数据。单脉冲比圆锥扫描方式测角精度高、数据率高、抗干扰能力强。对目标回波信号波形的测量、分析和处理可以得到有关目标反射截面、翻滚速度、极化特性等信息。

脉冲雷达工作方式

脉冲测量雷达有三种工作方式：①反射式：雷达接收目标的反射信号。这种工作方式常用于近距离目标的跟踪，获得火箭动力段信息和再入目标的特性数据。②应答式：雷达接收飞行器上应答机转发的信号。这种方式转发信号强，雷达作用距离远，抗干扰能力强，用于远距离目标的测量。应答式工作又可分为相参应答式和非相参应答式两种。采用相参应答式工作时，应答机的收、发频率之间保持严格的倍数关系。③信标式：雷达只接收飞行器上信标机发射的信号，不能测距，只用于捕获目标。

为了扩大航区测量范围，常沿航区纵列配置多台雷达，实现对目标的接力跟踪测量，称为雷达链，即当前一站雷达在不能继续跟踪或“看不见”目标之前，后一站雷达已将其捕获。各台雷达同步工作，给出实时截获数据。

雷达是Radar（RadioDetectionAndRanging）的音译词，意为“无线电检测和测距”，即利用无线电波来检测目标并测定目标的位置，这也是雷达设备在最初阶段的功能[1]。典型的雷达系统主要由发射机，天线，接收机，数据处理，定时控制，显示等设备组成。利用雷达可以获知目标的有无，目标斜距，目标角位置，目标相对速度等。现代高分辨雷达扩展了原始雷达概念，使它具有对运动目标(飞机，导弹等)和区域目标(地面等)成像和识别的能力。雷达的应用越来越广泛。

第1章　概论

1.1　脉冲雷达在航天测控网中的作用

1.2　脉冲雷达跟踪测量与数据处理的研究内容

1.3　本书的体系结构和特色

第2章　脉冲雷达的跟踪测量与数据获取

2.1　雷达测量原理与实现技术

2.1.1　脉冲雷达的测距技术

2.1.2　测角原理与实现技术

2.1.3　测速原理与实现技术

2.2　脉冲雷达的数据获取与格式转换

2.2.1　几种典型脉冲雷达的测量数据记录格式

2.2.2　脉冲雷达测量数据的量纲复原

2.3　雷达数据预处理接口子系统设计与实现

第3章　雷测数据的误差源分析与数学建模

3.1　误差分类与误差处理的典型方法

3.2　雷测数据的误差源

3.2.1　测距误差

3.2.2　测角误差

3.2.3　测速误差

3.3　雷测数据系统误差的数学建模

3.3.1　设备系统误差的数学模型

3.3.2　过程误差的数学模型

3.4　随机误差的数学建模

3.5　过失误差与野值点数据的数学建模

3.5.1　野值点的定义与成因分析

3.5.2　野值点的分类

3.5.3　野值点的模型描述

3.6　雷测数据设备系统误差修正的应用

第4章　雷达跟踪过程的误差修正

4.1　电波折射误差的分层实测修正

4.1.1　折射误差基本模型

4.1.2　折射误差修正的球形分层假定与计算方法

4.1.3　应用实例

4.2　电波折射误差的经验一分层修正

4.2.1　电波折射指数经验公式修正

4.2.2　仰角数据折射经验一分层修正

4.2.3　测距数据折射经验一分层修正

4.2.4　经验一分层修正方法的仿真

4.3　雷达测量数据时间误差的修正

4.4　跟踪部位修正算法

第5章　雷测数据随机误差的滑动平滑技术

5.1　数据平滑技术概论

5.2　滑动多项式平滑与稳健平滑

5.3　线性最优正交多项式滑动平滑

5.4　双重中值容错平滑算法

5.4.1　平滑算法的设计

5.4.2　无异常数据情况下平滑效果的仿真分析

5.4.3　含异常数据情况下平滑算法的容错能力分析

第6章　雷测数据野值点的检测与修复

6.1　野值点差分检测法

6.2　野值点拟合外推检测法

6.3　野值点的管道检测法

6.4　无需建模的容错平滑器检测法

……

第7章　航天器弹道与轨道动力学建模

第8章　弹道与轨道的单站确定技术

第9章　多台雷达联测数据融合处理技术及应用

第10章　脉冲雷多站联测EMBET技术及其应用

第11章　脉冲雷达与其他信息的融合处理

参考文献2100433B