脉冲雷达精度校飞仿真与数据处理软件的设计

摘要

在靶场正式将新研制雷达投入到重要的大型试验任务之前，必须对新研制的雷达设备动态跟踪数据的测量误差范围、测量数据的精度进行鉴定，以评定雷达的测量误差、测量数据的精度等战、技指标是否达到参试任务的精度要求。在传统雷达精度校飞试验中，飞机在空中飞，雷达与高精度比对设备（比雷达精度高3倍以上）在地面同步测量飞机位置，将雷达与高精度比对设备的数据进行事后数据处理，最后对雷达精度进行评定。 本文依据雷达精度校飞试验作用机理，对雷达精度校飞试验进行了原理概括、数据抽象，紧扣了事后数据处理须结合雷达设备固有参数和标校参数的特点，而这些参数属于固定值，它们对雷达测量误差、测量数据精度起决定性作用。由雷达测量误差的概率分布模型，在理论航迹数据基础上叠加随机噪声模拟雷达校飞时的测量值，然后按国军标《GJB1381-92》规定的数据处理方法用Visual C＃2．0语言编程实现其中的数据处理步骤，并内嵌在雷达精度校飞仿真程序中，实现了从模拟校飞航迹的显示，校飞飞机的动画飞行，噪声数据的生成，模拟测量值的产生，事后数据处理等功能的一体化集成。在仿真最后，将仿真校飞得出的精度评定结果与靶场真实飞机校飞试验数据事后处理的结果进行了比较，可以看出两者基本一致的。在进行精度校飞仿真程序的具体化时，采用面向对象的编程技术并综合科学计算可视化方法，对雷达精度校飞试验进行数值仿真。对仿真的航迹数据结构进行了功能剖析，并采用简单而灵巧的巨型数组形式来存储“实时”产生的航迹点数据，使仿真程序显得简练而精悍。由仿真的雷达精度校飞数据，依国军标《GJB1381-92》中有关数据处理的规定步骤，采用程序语言编程进行精度校飞试验数据的事后处理，得到仿真的精度校飞试验数据结果，并对结果进行了必要的结论分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景、目的及意义

1.1.1课题的研究背景

1.1.2课题的研究目的和意义

1.2脉冲雷达精度验收国内外研究现状综述

1.2.1脉冲雷达精度验收国外研究现状

1.2.2脉冲雷达精度验收国内研究现状

1.3课题来源及研究的主要内容

1.3.1课题来源

1.3.2研究的主要内容

1.4论文的组织结构

第二章精度校飞仿真介绍

2.1计算机仿真简介

2.2雷达精度校飞概略

2.3精度校飞仿真概略

2.4精度校飞有关定义与术语

2.5精度校飞试验中记录的数据

本章小结

第三章精度校飞仿真模型的建立

3.1雷达测角误差来源

3.1.1由测角设备引起的误差

3.1.2由测角系统、目标特性及标定等综合作用引起的误差

3.2雷达误差总体分析

3.3精度校飞仿真的基础

3.4航路上校飞运动的模拟

3.5量测噪声的模型

本章小结

第四章 航迹噪声的模拟

4.1随机数发生器的原理

4.2随机数的产生

4.3正态分布噪声的生成

4.4瑞利分布噪声的生成

4.5随机数发生器的检验

4.5.1均匀性检验

4.5.2独立性检验

4.6随机数发生器的使用效应

本章小结

第五章仿真数据的事后处理

5.1原始数据

5.2抽样数的选取

5.3抽样率的选取

5.4计算随机误差σξ

5.5仿真数据系统误差修正公式

5.6仿真数据与理论真值的比对

5.7计算总误差So

5.8计算系统误差So

5.9精度校飞仿真数据处理流程

本章小结

第六章基于UML的仿真系统设计

6.1 UML概述

6.2 UML特点

6.3 UML面向对象设计过程

6.4仿真校飞系统需求设计

6.5系统用例分析

6.6系统类图分析

6.7时序图建模

6.8状态图建模

本章小结

第七章精度校飞仿真实现

7.1试验航路

7.2点迹模拟的轨迹方程法

7.3直线航路的旋转

7.4R'1(t)、A'1(t)、E1'(t)值的模拟

7.5△Ua(t)和△Ue(t)值的模拟

7.6航迹点数据的存储结构

7.7基于OpenGL的航迹动态仿真

7.7.1 OpenGL简介

7.7.2 OpenGL的工作流程

7.7.3校飞航迹的仿真过程

本章小结

第八章精度验收方法与展望

8.1雷达精度统计分析

8.2系统误差的检验

8.3随机误差的检验

8.4仿真结果示例

8.5结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢