直升機多普勒導航的原理與應用

趙陽 朱海文 董健

摘 要：多普勒導航雷達的研制開發(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，主要是用于直升機的航位推算法導航中。多普勒的研制開發(fā)適用于商業(yè)民用航空的雷達導航系統(tǒng)，然而這些系統(tǒng)在直升機的跨洋飛行導航系統(tǒng)當中得到了非常廣泛的實際應用。本文主要是針對直升機多普勒導航的原理以及實際應用進行詳細的分析，為從事使用直升機多普勒導航雷達設備的工程技術人員以供參考。

關鍵詞：直升機 多普勒 導航原理 實際應用

前 言

多普勒雷達導航從早期的研發(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航雷達傳感器的自身重量，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。多普勒雷達主要是充分運用多普勒效應進行實際定位，測速等工作的導航雷達，其在當前軍事，生產，航空航天等范疇內的使用相對較廣泛。

一：直升機多普勒雷達導航的工作原理分析

脈沖多譜勒雷達的主要工作原理是；當雷達發(fā)射固定頻率的脈沖波對空間進行掃描時，若是遇到了在活動的目標，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。在某種程度上根據多普勒頻率的大小，可以測定出活動目標對于雷達導航的徑向相對運動的速度，然后再根據所發(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的多普勒評論蒲縣，這樣能夠讓雷達導航從強雜波當中分辨出目標的實際信號。直升機多普勒雷達導航主要是由發(fā)射機，天線，接收機以及數(shù)字信號處理劑和雷達數(shù)據處理等部分所構成。其機載直升機多普勒雷達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)目前先進的數(shù)字信號處理技術，這樣能夠讓脈沖多普勒雷達導航在重復頻率以及多種發(fā)射信號的形式有所轉變，這樣還能夠在數(shù)據處理機中充分運用代數(shù)的方法，這樣能夠在某種程度上應用濾波理論的數(shù)據處理機中對活動目標的相關數(shù)據進行具體的預測等。

二：直升機多普勒雷達的特點

第一，脈沖多普勒雷達可以采用編程序信號處理機，這樣能夠在某種程度上增大雷達信號的處理容量，靈活性以及速度，從而提升雷達設備的重復使用性，還能夠讓雷達和跟蹤活動目標的同時進行實際搜索并且能夠改變或者是提升直升機導航雷達的工作狀態(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的能力。第二，脈沖多普勒雷達才可以采用多普勒波束銳化技術來獲取對目標的高辨識度，在對空對地的實際應用中還能夠提升對活動目標提供高辨識度的地圖測繪以及高分辨度的局部放大測繪，在對空中物體進行判斷時也可以分辨出密集編隊的群體活動目標，能夠清晰的確定活動目標的距離等。第三，脈沖多普勒雷達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工作能夠在不同的脈沖中重復頻率的實際應用，其自身具有較強的波形能力，還能夠根據不同的空中戰(zhàn)術狀態(tài)而改變不同的脈沖重復頻率波形，在一定程度能夠獲得各種工作狀態(tài)的最佳性能，從而讓多普勒雷達的性能得以完全體現(xiàn)。

三：直升機多普勒導航實際應用

直升機多普勒導航裝置的有效運用，能夠在一定程度上保證直升機的安全，能夠讓直升機的飛行目標以及飛行姿態(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處理任務的時效性以及安全性。

3.1 直升機組合導航的實際應用

組合導航主要是把好幾種導航系統(tǒng)進行組合起來，這樣能夠在一定程度上形成一個新型的多功能的導航裝置。在某種情況下組合導航裝置以及系統(tǒng)在構建期間可以充分的進行重新調試的形式和SINS/GPS以及加權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航系統(tǒng)以及裝置的完整構建。在某種層面上去分析GPS和SINS組合導航系統(tǒng)的位置組合形式，再來對所完成的直升機多普勒導航的功能性進行分析；組合導航的系統(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飛行目標和飛行姿態(tài)的具體位置進行標準的測定，并且還能夠在時間中標明，GPS和SINS組合導航系統(tǒng)的位置以及直升機的姿態(tài)信息有相對較好的重復性，從而直接能夠符合直升機飛行的具體需求，讓直升機能夠得到導航的指引，更好的去對飛行目標和飛行姿態(tài)有一個更好的效果。

直升機多普勒雷達在1946年的時候就已經開始運用在測量速度中，在國外軍用直升機中其最早開始采用的導航就是使用的多普勒導航，在1960年時，多普勒導航在直升機中進行了長距離線上也充分的運用了這種導航系統(tǒng)。在很早之前多普勒導航系統(tǒng)所采用的電子管式多普勒雷達以及機電模擬式導航計算機，然后在今后的幾年中逐漸改用了晶體管式多普勒雷達以及數(shù)字電子計算機，到了現(xiàn)如今多普勒導航系統(tǒng)才逐漸發(fā)展成為了組合導航系統(tǒng)，比如多普勒慣性導航系統(tǒng)等諸多中組合導航系統(tǒng)都是運用在了現(xiàn)在的直升機實際飛行過程中。直升機多普勒導航在海上具有自動修正功能，其不需要參加海陸修正開關。可以和從發(fā)根運用設入海面風和洋流來對海洋風以及洋流的影響進行修正的。然后在傳感器發(fā)生的故障時其所具備的導航費那事。其在所有地貌上空的三維懸停，這樣能夠在直升機多普勒雷達中有很強的效果。是在某種程度上計算機的速度相對較快，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航一起具有相對應的連接，其能夠自動的進行地標和目標的鎖定，在直升機飛行到飛航點時可以進行位置的實時更新，然后在直升機的目標上空時還可以進行對于目標的儲存，這樣能夠讓直升機多普勒導航的效果達到最佳。

結語

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

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