[发明专利]地物波谱RCS测量系统运载平台圆周运动方位误差修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种地物波谱RCS测量系统运载平台圆周运动方位误差修正方法。

背景技术

卫星遥感地物波谱特征实验室可模拟卫星对地面物体的电磁波散射、辐射特性进行观测，并对数据进行解译与判读，揭示电磁波与地物的相互作用规律，从而为卫星侦察、民用机载及星载微波遥感、武器研制等提供科学依据。为了模拟卫星及多种雷达传感器运载平台的运动模式，实验室内建造了直径为20米的圆弧导轨。收发雷达系统均搭载在轨道小车上，在连续扫频测试过程中，雷达天线随小车在圆弧导轨上运动发射电磁波，并与矢网交互数据，通过位置信息控制电磁波的发射及接收，小车可在弧形导轨上圆周运动。

地物波谱实验室的建设长达20年之久，主要原因是实验室主体结构是球形微波暗室，由于采用钢结构主体的建造技术，在设计过程中并未考虑结构自重过大带来的型变，在重力的作用下圆弧导轨在径向和法向均产生结构型变。由于径向上的误差，使发射天线及接收线的主瓣发生偏移，无法准确的照射球心目标位置，造成测量数据不准确。同时由于电磁波发射方向偏移，双站测试中两测试雷达之间的夹角也发生改变，致使测试数据无法与仿真数据相匹配。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种地物波谱RCS测量系统运载平台圆周运动方位误差修正方法，用于修正地物波谱实验室南北轨道小车由于结构形变所引起的径向的运动误差，满足地物波谱实验室测试需求，需要保证测量系统收发天线指向误差在±0.1°范围内。

本发明提供的地物波谱RCS测量系统运载平台圆周运动方位误差修正方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1)建造圆弧导轨；

(2)收发雷达系统搭载在导轨的小车上；

(3)设计所述雷达系统的圆极化天线口面尺寸，并固定所述圆极化天线，使其照射方向为圆极化天线口面中心到球形暗室球心方向；

(4)架立调整所述激光跟踪仪；

(5)将所述激光跟踪仪的红圈反射球放在所述圆极化天线口面的中心空位处，其激光反射方向指向所述激光跟踪仪；所述红圈反射球的下方使用反射球底托进行热熔胶固定；

(6)调整所述圆极化天线口面方向，使其垂直于小车沿圆弧导轨运动的切线方向；

(7)所述小车在圆弧导轨上步进运动，所述激光跟踪仪采集每个角度下所述反射球的三维空间坐标，传输到测试软件，并模拟圆周轨迹；

(8)检测得到运载平台圆周运动方位的偏移值，进行相对应运动误差补偿。

优选的，步骤(3)所述固定所述圆极化天线的步骤为：

在雷达小车上安装固定金属框架，小车搭载载重为100KG，在所述固定金属框架上安装天线转台，所述天线转台上竖直安装圆柱型滑动导轨，导轨上安装两个可延滑轨上下滑动的二维调节底座(可调节方位角和俯仰角，用于调整天线口面指向)，将所述圆极化天线安装在调节底座上。

较优选的，步骤(4)所述架立调整激光跟踪仪的步骤为：

①调整支撑三脚架，观察所述激光跟踪仪的电子水平泡，使所述激光跟踪仪与大地水平一致；

②所述运载平台通过网口连接所述激光跟踪仪，所述运载平台的测试软件初始化所述激光跟踪仪，定义所述激光跟踪仪所在位置为空间坐标(0，0，0)点，初始照射方向为X轴，垂直大地水平为Z轴。

较优选的，步骤(7)所述小车在圆弧导轨上步进运动时，其运动间隔为2度。

较优选的，步骤(8)所述检测得到运载平台圆周运动方位的偏移值的步骤为：将测试各点与反射球心连线与大地水平面的夹角为实际擦地角，通过所述测试软件得到理论擦地角位置，并计算各点与理论擦地角点之间的角度偏差和天线指向误差Δθ。

其中，所述角度偏差的求取方法包括：

A：根据圆极化天线的口面尺寸，设计与其匹配的圆形口盖，在口盖中心开口，将所述激光跟踪仪的红圈反射球固连在口盖中心处；

B：通过所述运载平台的控制端，将运载平台依次移动至处，用所述激光跟踪仪记录下红圈反射球球心点的坐标p_i(x'_i,y'_i,z'_i)；