无线衰落信道下遥测系统角跟踪技术研究

发布时间：2020-05-05 15:05

【摘要】：为更加客观、准确、快速、经济地评定遥测接收系统的性能,通过建立从目标发射遥测信号,经空间无线信道传播,至地面站跟踪、接收、解调遥测信号的数字化遥测系统综合仿真平台,为外场试验、校飞提供补充,提供跟踪性能评估的快速解决方案,可以节省大量的时间、人力、物力和财力。课题以PCM-FM遥测信号和单通道单脉冲体制为例,通过建立多径衰落条件下的遥测系统角跟踪数学模型,仿真、分析无线衰落信道对遥测系统角跟踪性能的影响。首先,从遥测信号源出发,对无干扰条件下的PCM-FM遥测信号单通道单脉冲角跟踪系统进行数学建模与仿真分析,提出了一种较全面、逼真的天线方向图建模方法,并验证了它的合理性与准确性。接着,以无线衰落信道中的多径衰落为例,对多径和两径干扰条件下的单通道单脉冲角误差解调过程进行数学建模,并分别对“地杂波模型”和“干燥地面反射模型”条件下的反射系数进行仿真与对比分析;研究了静态条件下多径效应对遥测系统角跟踪性能的影响,给出了多径效应对差波束方向图、角误差信号产生、调制与解调过程影响的仿真结果与分析,并进行规律总结,且结合外场试验对仿真结果进行对比、分析与总结。然后,建立多径效应条件下的动态角跟踪数学模型,对不同目标距离、仰角和动态条件下的角跟踪性能进行仿真和分析,并从外场试验和系统设计两个角度提出了抗多径干扰的措施和相关建议。在分析多径测角误差形成机理的基础上,利用实时递推最小二乘算法,建立“单信息源”模型,通过调整最小二乘算法中的参数遗忘因子,研究不同遗忘因子条件下的抗多径干扰效果,并对仿真结果进行分析与总结。最后,利用外场试验对通过修改伺服系统跟踪算法中遗忘因子,以提高系统跟踪性能的方法进行验证与分析。采用无人机作为目标进行外场试验,在简要介绍遗忘因子调整原理和验证条件的基础上,根据外场试验结果,分别从跟踪抖动情况和跟踪滞后情况这两个方面,分析修改遗忘因子对遥测系统角跟踪性能的影响,对其作出总结并给出相关建议。
【学位授予单位】：中国运载火箭技术研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92;V556

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