本發(fā)明涉及水陸兩棲飛機(jī)標(biāo)定校正，具體涉及一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法。

背景技術(shù)：

1、隨著相控陣技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信等領(lǐng)域并飛速發(fā)展，某型水陸兩棲飛機(jī)搭載的有源相控陣氣象雷達(dá)也在抗干擾能力、探測精度、功能多樣性等方面均體現(xiàn)突出優(yōu)勢。同時相較采用機(jī)械方式轉(zhuǎn)動雷達(dá)天線的傳統(tǒng)雷達(dá)，相控陣?yán)走_(dá)則是通過在平面天線上排列多個輻射組件，電子計算機(jī)控制輻射單元電流來改變波束方向進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)、高靈敏度、高精度的掃描探測，這對相控陣氣象雷達(dá)系統(tǒng)誤差的標(biāo)定較正在精度上有了更高的要求。

2、機(jī)載氣象雷達(dá)需在安裝后進(jìn)行地面標(biāo)校，校準(zhǔn)主要針對雷達(dá)天線座與安裝面的平面度，以及整個有源相控天線陣與安裝面的平行度、與俯仰軸的垂直度、與水平面的垂直度。雷達(dá)標(biāo)校傳統(tǒng)的設(shè)計方法：主要使用天線陣面望遠(yuǎn)鏡和光標(biāo)板來測量天線光軸與天線機(jī)械軸水平(垂直)偏差。此種測試方式對地基雷達(dá)標(biāo)校更易找到雷達(dá)轉(zhuǎn)臺與光標(biāo)板支架的垂直和水平，進(jìn)而調(diào)整天線和光標(biāo)板的角度使之平行。機(jī)載氣象雷達(dá)安裝后，以機(jī)體為轉(zhuǎn)臺，機(jī)體找水平調(diào)水平工作量很大，人工調(diào)整機(jī)體水平方式需要投入大量的人力物力，花費(fèi)大量的時間成本，光標(biāo)板支架的垂直度也難以保證，影響標(biāo)定設(shè)備測量精度和結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對上述傳統(tǒng)雷達(dá)標(biāo)校方式的不足，提供一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，能夠解決機(jī)載相控陣氣象雷達(dá)在安裝后地面標(biāo)校過程中人力、物力和時間成本高的問題，同時亦可解決水陸兩棲飛機(jī)在后期在非空曠平地環(huán)境下的雷達(dá)換裝后標(biāo)校難的問題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

3、一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，該方法包括以下步驟：

4、安裝標(biāo)校工裝和激光校靶鏡；

5、通過激光跟蹤系統(tǒng)跟蹤飛機(jī)機(jī)身上的n處水平測量點(diǎn)，在地面靶標(biāo)臺中創(chuàng)建當(dāng)前飛機(jī)全機(jī)坐標(biāo)系；

6、在全機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)中基于機(jī)體和標(biāo)校工裝數(shù)模標(biāo)定出校鏡激光發(fā)射點(diǎn)理論坐標(biāo)站位；

7、校正光標(biāo)板位置，包括：放置球形反射鏡、追蹤坐標(biāo)并校正位置以及調(diào)整光標(biāo)板平面；

8、標(biāo)定靶鏡瞄準(zhǔn)位置并輸入標(biāo)校結(jié)果，開啟激光校靶鏡，在光標(biāo)板平面標(biāo)定激光校靶鏡的瞄準(zhǔn)位置，記錄標(biāo)定過程中獲得的數(shù)據(jù)，將計算得到的標(biāo)校結(jié)果輸入到雷達(dá)計算機(jī)中，以完成整個校準(zhǔn)過程。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，所述安裝標(biāo)校工裝和激光校靶鏡，包括：

10、將標(biāo)校工裝豎直安裝在氣象雷達(dá)上方，將激光校靶鏡偏置安裝在天線頂部，并且其方位方向與飛機(jī)的機(jī)體方向保持一致，以確保激光束的發(fā)射方向與飛機(jī)的飛行方向一致；

11、其中，安裝固定點(diǎn)的基準(zhǔn)與飛機(jī)對稱軸線重合，且誤差角小于15′。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，所述通過激光跟蹤系統(tǒng)跟蹤飛機(jī)機(jī)身上的n處水平測量點(diǎn)，包括：

13、選用飛機(jī)機(jī)身的10處水平測量點(diǎn)為建坐標(biāo)系靶標(biāo)點(diǎn)分布點(diǎn)，包括水陸兩棲飛機(jī)船體底部上的4個水平測量點(diǎn)，分別位于機(jī)頭的1左、1右和機(jī)尾的2左、2右；飛機(jī)機(jī)身上有6個水平測量點(diǎn)，分別位于機(jī)頭的3左、3右和4左、4右以及機(jī)尾的5左、5右。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，所述在地面靶標(biāo)臺中創(chuàng)建當(dāng)前飛機(jī)全機(jī)坐標(biāo)系，包括：

15、使用地面靶標(biāo)臺軟件平臺建立全機(jī)坐標(biāo)系：

16、基于3左、3右和4左點(diǎn)建立水平面；

17、基于1左、2右中點(diǎn)和2左、2右中點(diǎn)建立全機(jī)對稱面；

18、機(jī)翼水平面和對稱面建立全機(jī)坐標(biāo)系。

19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，所述標(biāo)定出激光校靶鏡的發(fā)射點(diǎn)理論坐標(biāo)站位，包括：

20、根據(jù)激光校靶鏡和機(jī)體的數(shù)模連接關(guān)系，按照靶標(biāo)臺軟件平臺建立的全機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)(0，0，0)標(biāo)定出激光校靶鏡的激光發(fā)射點(diǎn)理論坐標(biāo)站位(dx，dy，dz)，得到靶鏡俯仰向偏置距離dz，該距離表示激光發(fā)射點(diǎn)在垂直方向上相對于全機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)的偏移量。

21、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，所述校正光標(biāo)板位置，包括：

22、在光標(biāo)板的原點(diǎn)、水平線、垂直線處各放置一枚球形反射鏡，作為激光跟蹤系統(tǒng)的目標(biāo)點(diǎn)；

23、使用激光跟蹤系統(tǒng)分別追蹤光標(biāo)板上的球形反射鏡的坐標(biāo)，包括原點(diǎn)處的(x0，y0，z0)、水平線處的(xh，yh，zh)和垂直線處的(xv，yv，zv)；

24、根據(jù)追蹤到的坐標(biāo)，計算光標(biāo)板相對于全機(jī)坐標(biāo)系的偏移量來校正光標(biāo)板位置，使光標(biāo)板在雷達(dá)標(biāo)定距離要求的位置處，即光標(biāo)板的原點(diǎn)與全機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合；

25、調(diào)整光標(biāo)板的平面，使光標(biāo)板上的飛機(jī)軸線與飛機(jī)機(jī)體的軸線重合，且調(diào)整光標(biāo)板的位置和姿態(tài)，使光標(biāo)板垂直于飛機(jī)機(jī)體軸線；

26、確保光標(biāo)板平面與天線輻射面平行。

27、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，在放置球形反射鏡時，指定光標(biāo)板4個固定調(diào)置點(diǎn)為球形反射鏡固定位置，分別在原點(diǎn)、水平線、垂直線上，擬定為原點(diǎn)o、點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c；

28、使用激光跟蹤系統(tǒng)追蹤光標(biāo)板上原點(diǎn)o和點(diǎn)a、點(diǎn)b、點(diǎn)c處球形反射鏡的坐標(biāo)，在調(diào)整光標(biāo)板平面的過程中，實(shí)時監(jiān)測靶標(biāo)臺軟件平臺的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

29、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，光標(biāo)板上原點(diǎn)o和a、c處球形反射鏡z軸向坐標(biāo)值為0；

30、光標(biāo)板上原點(diǎn)o和b處球形反射鏡y軸向坐標(biāo)值為0

31、光標(biāo)板上原點(diǎn)o和a、b、c處球形反射鏡x軸向坐標(biāo)值滿足條件：ro＝ra＝rb＝rc＝rr；

32、其中，光標(biāo)板上的飛機(jī)軸線與飛機(jī)機(jī)體的軸線重合，且光標(biāo)板垂直于飛機(jī)機(jī)體軸線，光標(biāo)板平面與天線輻射面平行。

33、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，在校準(zhǔn)過程中，通過開啟校靶鏡上的紅外開關(guān)，在光標(biāo)板平面上得到一個紅點(diǎn)，標(biāo)定校靶鏡的實(shí)際瞄準(zhǔn)位置，將紅點(diǎn)在光標(biāo)板上的位置與預(yù)定的瞄準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行對比，調(diào)整校靶鏡的瞄準(zhǔn)角度，直到紅點(diǎn)與瞄準(zhǔn)點(diǎn)重合為止；

34、記錄標(biāo)定數(shù)據(jù)，將記錄的標(biāo)定數(shù)據(jù)代入計算公式中，重復(fù)進(jìn)行多次標(biāo)校，將多次標(biāo)校的結(jié)果輸入雷達(dá)計算機(jī)，以得到最終的瞄準(zhǔn)位置參數(shù)。

35、根據(jù)本發(fā)明提供的一種水陸兩棲飛機(jī)相控陣氣象雷達(dá)安裝標(biāo)校方法，在氣象雷達(dá)的標(biāo)校過程中，設(shè)置校靶鏡實(shí)際瞄準(zhǔn)中心與理論瞄準(zhǔn)中心在水平方向的距離為eaz，縱向的距離為eel，所述計算公式包括：

36、方位誤差＝atan(eaz/r)；

37、俯仰誤差＝atan(eel/r)；

38、雷達(dá)天線光標(biāo)板距離r，r＝rr+dx；

39、將調(diào)試計算機(jī)連接雷達(dá)，并將計算得到的方位誤差、俯仰誤差寫入雷達(dá)處理單元，即完成氣象雷達(dá)標(biāo)校。

40、由此可見，本發(fā)明具有以下有益效果：

41、1、本發(fā)明通過激光跟蹤系統(tǒng)對飛機(jī)機(jī)身上的n處水平測量點(diǎn)進(jìn)行精確跟蹤，可以創(chuàng)建出高精度的當(dāng)前飛機(jī)全機(jī)坐標(biāo)系，確保了后續(xù)標(biāo)校工作的基礎(chǔ)準(zhǔn)確性，有助于提高雷達(dá)系統(tǒng)的整體性能。

42、2、本發(fā)明整個校準(zhǔn)過程結(jié)合了數(shù)字化建模(如機(jī)體和標(biāo)校工裝數(shù)模)和自動化測量技術(shù)(如激光跟蹤和坐標(biāo)校正)，減少了人為誤差，提高了校準(zhǔn)效率和準(zhǔn)確性。同時數(shù)字化模型的使用也使得校準(zhǔn)過程更加直觀和易于理解。

43、3、本發(fā)明方法中的校正光標(biāo)板位置步驟，包括放置球形反射鏡、追蹤坐標(biāo)并校正位置以及調(diào)整光標(biāo)板平面，這些步驟顯示出高度的靈活性，能夠應(yīng)對不同飛機(jī)形態(tài)和安裝條件的挑戰(zhàn)，確保校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

44、4、本發(fā)明標(biāo)定過程中獲得的數(shù)據(jù)被詳細(xì)記錄，并將計算得到的標(biāo)校結(jié)果輸入到雷達(dá)計算機(jī)中，不僅便于后續(xù)的分析和復(fù)查，也提高了校準(zhǔn)結(jié)果的可追溯性，有助于問題排查和性能優(yōu)化。

45、5、適應(yīng)性強(qiáng)：該方法不僅適用于水陸兩棲飛機(jī)，其基本原理和技術(shù)手段也可以推廣到其他類型的飛機(jī)和雷達(dá)系統(tǒng)的校準(zhǔn)中，顯示出良好的適應(yīng)性和通用性。

46、6、本發(fā)明通過精確的校準(zhǔn)，可以確保相控陣氣象雷達(dá)在復(fù)雜的氣象條件和多種飛行狀態(tài)下都能保持高性能運(yùn)行，提高氣象觀測的準(zhǔn)確性和可靠性，為飛行安全提供有力保障。

47、下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。