CN104950301A - 一种外弹道测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外弹道测量方法，包括步骤1：打开内置有卫星共视比对接收机的地面接收机接收外部导航卫星时标信号进行实时共视比对，以提供精准的频标和时标信号；步骤2：接收弹载扩频遥测信号并进行捕获跟踪，根据跟踪环路所输出的数据码解译出相关信息和时标信息；步骤3：利用时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值；步骤4：利用信号解扩解调器对所述时标信号进行解调处理；步骤5：将步骤3中得出的差值以及解调后的时标信号传送到控制中心并计算。本发明的有益效果：本方法直接利用弹上遥测信号，同时利用卫星共视技术对传统的地面测量站进行测量改进，以实现新型的外弹道测量过程，有着简单实用且成本低的优点。

Description

一种外弹道测量方法
  
技术领域
本发明涉及弹道测量技术领域，具体来说，涉及一种外弹道测量方法。
背景技术
无线电外测的基本工作原理是利用地面发射机产生的无线电波通过天线发向导弹, 经应答机接收并转发( 也可用目标上的信标机直接发送无线电信号到地面) , 或被目标直接反射回地面; 地面接收天线接收并处理, 最终由终端机给出测量参数。无线电外测系统具有全天候工作、测量精度高、距离远、能传送多种信息和实时输出测量数据等优点。
目前, 无线电外弹道测量方案都采用多基地主动雷达测距原理, 这至少需要时间、频率和空间三同步。当采用脉冲测距体制时, 还另需相位同步。实现的技术难度大, 且精度较低。基于雷达链的被动测距，已有很多论述，主要都是在现有脉冲测距雷达基础上进行改进，弹上放置小型捷变频脉冲雷达发射机作为信标机，地面雷达采用氢钟或者铯钟保持时间同步，采用宽带瞬时测频接收机。此类系统造价高昂，且覆盖距离有限。而现有的外弹道测量方法，主要有连续波和脉冲多普勒以及光学等几种方式；连续波和脉冲多普勒均需要弹载应答机，弹载应答机采用转发式，从而造成地面和弹上设备复杂，造价昂贵；光学测量则需要弹上合作目标，且天气条件受限；无法实现大范围高机动条件下的精密测量。
针对上述相关技术中所述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中上述的问题，本发明提出一种外弹道测量方法，能够不依赖于弹载应答机或信标机，直接利用弹上遥测信号，同时利用卫星共视技术对传统的地面测量站进行测量改进，以实现新型的外弹道测量过程。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种外弹道测量方法，包括如下步骤：
步骤1：打开预先设置在地面的内置有卫星共视比对接收机的地面接收机，然后利用其接收外部导航卫星时标信号进行实时共视比对，为频综及时间间隔测量提供精准的频标和时标信号；
步骤2：利用所述地面接收机接收弹载扩频遥测信号并进行捕获跟踪，然后根据跟踪环路所输出的数据码解译出相关信息和时标信息；
步骤3：利用内置在所述地面接收机内的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值；
步骤4：利用预先设置的信号解扩解调器对所述时标信号进行解调处理；
步骤5：将步骤3中计算得出的差值以及步骤4中解调后的时标信号汇总后传送到控制中心，然后利用控制中心计算出外弹道的信息。
进一步地，步骤1中所述时标信号在进行共视比对后进行了高稳时基处理。
进一步地，步骤1中所述的地面接收机为扩频信号接收装置。
进一步地，步骤1中所述的共视比对采用多通道卫星共视比对。
进一步地，步骤3中所述的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值采用多点连续测量法。
进一步地，步骤3中所述的地面接收机精准时标采用氢钟或普通GPS时钟。
进一步地，步骤3中所述的差值其误差小于1ns。
进一步地，所述地面接收机内置有高稳时基。
本发明的有益效果：本方法能够不依赖于弹载应答机或信标机，直接利用弹上遥测信号，同时利用卫星共视技术对传统的地面测量站进行测量改进，以实现新型的外弹道测量过程，有着简单实用且成本低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的外弹道测量方法的一实施例原理示意图；
图2是根据本发明实施例所述的进行定位解算的四个标记的地面测量站的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明的实施例所述的一种外弹道测量方法，包括如下步骤：
步骤1：打开预先设置在地面的内置有卫星共视比对接收机的地面接收机，然后利用其接收外部导航卫星时标信号进行实时共视比对，为频综及时间间隔测量提供精准的频标和时标信号；
步骤2：利用所述地面接收机接收弹载扩频遥测信号并进行捕获跟踪，然后根据跟踪环路所输出的数据码解译出相关信息和时标信息；
步骤3：利用内置在所述地面接收机内的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值；
步骤4：利用预先设置的信号解扩解调器对所述时标信号进行解调处理；
步骤5：将步骤3中计算得出的差值以及步骤4中解调后的时标信号汇总后传送到控制中心，然后利用控制中心计算出外弹道的信息。
进一步地，步骤1中所述的地面接收机为扩频信号接收装置。
进一步地，步骤1中所述时标信号在进行共视比对后进行了高稳时基处理。
进一步地，步骤1中所述的共视比对采用多通道卫星共视比对。
进一步地，步骤3中所述的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值采用多点连续测量法。
进一步地，步骤3中所述的地面接收机精准时标采用氢钟或普通GPS时钟。
进一步地，步骤3中所述的差值其误差小于1ns。
进一步地，所述地面接收机内置有高稳时基。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，沿着导弹或飞行器的飞行区域进行部站，部站原则应具有较好的几何分布特性，且对整个飞行弹道尽量通视。
下面以四个标记的地面测量站为例，叙述定位解算方法。
如图2所示，S( x ，y ， z，t) 为空中目标( 导弹或其他飞行器)，A ，B ，C ， D 为已精确测量定位的地面测量站, 用氢钟或普通GPS 时钟实现相互间的高精度同步。当弹上遥测发射机发射扩频测距码信号，并携带发出时间标志t ( 绝对时刻未知) ，A ， B ，C， D 各站收到信号的绝对时间相应为tA ，tB ，tC， tD( 均可测得，为已知值) ，通过计算它们接收到信号的时间差, 即可得目标至各站的距离差。最后, 用以下三个独立方程即可解算出目标M 的三维坐标。时间坐标可精确解出,或粗略用四站中的任一个替代。
式中，、、、分别为被测导弹至地面测量站点A、B、C、D的距离；（、、）、（、、）、（、、）、（、、）分别为四个测站的站址坐标。各个测站收到t时刻标记的时间差可以分别求得。
上式中，c为光速。
对上述方程联立求解，可得到S点对应时刻的坐标。由于各个测站采用多通道卫星共视比对接收机进行高精度时间同步；测站间的时间误差单次小于5ns；多点连续测量分离系统时差误差，综合结算的时间同步偏差可优于1ns；这样对定位测距的误差影响在厘米量级。
在具体使用时，本方法对传统扩频遥测信标机进行改造，在其载波上调制时标信号及精密测距码（伪随机码类型），地面接收设备内置高稳时基，并通过内置卫星共视比对接收机的输出时标对遥测频率信号解调后的时标和测距信息进行实时精密测量，并对测量数据打时间戳记；当地面测量站的数目大于等于4个时，多个测站的接收机数据通过通信网络传递汇总后进行实时或者事后数据处理，联立结算，最终获得外弹道测量信息
综上所述，本方法能够不依赖于弹载应答机或信标机，直接利用弹上遥测信号，同时利用卫星共视技术对传统的地面测量站进行测量改进，以实现新型的外弹道测量过程，有着简单实用且成本低的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种外弹道测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：打开预先设置在地面的内置有卫星共视比对接收机的地面接收机，然后利用其接收外部导航卫星时标信号进行实时共视比对，为频综及时间间隔测量提供精准的频标和时标信号；
步骤2：利用所述地面接收机接收弹载扩频遥测信号并进行捕获跟踪，然后根据跟踪环路所输出的数据码解译出相关信息和时标信息；
步骤3：利用内置在所述地面接收机内的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值；
步骤4：利用预先设置的信号解扩解调器对所述时标信号进行解调处理；
步骤5：将步骤3中计算得出的差值以及步骤4中解调后的时标信号汇总后传送到控制中心，然后利用控制中心计算出外弹道的信息。
2.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤1中所述的地面接收机为扩频信号接收装置。
3.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤1中所述时标信号在进行共视比对后进行了高稳时基处理。
4.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤1中所述的共视比对采用多通道卫星共视比对。
5.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤3中所述的时间间隔计算器计算出时标信号与地面接收机精准时标的差值采用多点连续测量法。
6.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤3中所述的地面接收机精准时标采用氢钟或普通GPS时钟。
7.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，步骤3中所述的差值其误差小于1ns。
8.根据权利要求1所述的外弹道测量方法，其特征在于，所述地面接收机内置有高稳时基。
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