CN112764037A - 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法 - Google Patents

一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112764037A
CN112764037A CN202011429738.1A CN202011429738A CN112764037A CN 112764037 A CN112764037 A CN 112764037A CN 202011429738 A CN202011429738 A CN 202011429738A CN 112764037 A CN112764037 A CN 112764037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
azimuth
pitching
angle
motion
positioning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011429738.1A
Other languages
English (en)
Inventor
徐初隆
谭军
刘金祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Radio Measurement
Original Assignee
Beijing Institute of Radio Measurement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Radio Measurement filed Critical Beijing Institute of Radio Measurement
Priority to CN202011429738.1A priority Critical patent/CN112764037A/zh
Publication of CN112764037A publication Critical patent/CN112764037A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法，包括：将方位运动归纳为方位整周运动和方位定位，将俯仰运动归纳为俯仰定位；根据气象雷达各扫描模式的参数给方位运动和俯仰运动基本动作的参数赋值，赋值后方位动作包括：方位匀速整周运动、方位定位到方位下界角、方位定位到方位上界角、方位步进、方位定位到方位目标角和方位转整圈后回到当前位置；赋值后俯仰动作包括：俯仰定位到俯仰下界角、俯仰定位到俯仰上界角、俯仰步进和俯仰定位到俯仰目标角；对赋值后方位动作和赋值后俯仰动作组合，实现气象雷达中方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进和定向扫描。

Description

一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法
技术领域
本发明涉及一种空间伺服扫描的实现方法，更具体地，涉及一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法。
背景技术
气象雷达是专门用于天气探测的雷达，是用于警戒和预报中、小尺度的天气系统。雷达定向发射出电磁波，云雨中的云滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子能够散射雷达波，当散射回的能量足够大时，雷达就能对这些气象信息识别出来。由于气象雷达的体制特点，往往需要伺服带动气象雷达天线对特定空域或者全向空域进行扫描以累积回波能量，因此气象雷达伺服一般是双轴伺服，能分别在方位和俯仰方向进行转动，如图1所示。气象雷达的扫描模式复杂，往往是多种扫描模式组合使用，对伺服的空间指向有着很高的要求。
气象雷达常用的扫描模式有：方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进、定向等。
各个模式下可以设置的参数有：方位上界角、方位下界角、方位目标角，俯仰上界角、俯仰下界角、俯仰目标角，方位扫描速度、俯仰扫描速度、方位步进角、俯仰步进角、方位运动加速度、俯仰运动加速度等。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法，包括：
S1、将方位运动归纳为方位整周运动和方位定位基本动作，将俯仰运动归纳为俯仰定位基本动作；
S2、根据气象雷达各扫描模式的参数给方位运动和俯仰运动基本动作的参数赋值，赋值后方位动作包括：方位匀速整周运动、方位定位到方位下界角、方位定位到方位上界角、方位步进、方位定位到方位目标角和方位转整圈后回到当前位置；赋值后俯仰动作包括：俯仰定位到俯仰下界角、俯仰定位到俯仰上界角、俯仰步进和俯仰定位到俯仰目标角；
S3、对所述赋值后方位动作和所述赋值后俯仰动作组合，实现气象雷达中方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进和定向扫描模式。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中方位整周运动步骤为：
从运动起点角度start处开始以加速度a安排匀加速，当速度到达设定的最大速率v后，进入匀速阶段，并一直保持。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中方位定位步骤为：
对方位定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure BDA0002826214700000021
以限制轨迹规划中的最大速率；
对方位定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中俯仰定位步骤为：
对俯仰定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure BDA0002826214700000022
以限制轨迹规划中的最大速率；
对俯仰定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位匀速整周运动步骤为：
方位执行所述方位整周运动，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位加速后按一定速度进行连续旋转。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位下界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位下界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位下界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位上界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位上界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位上界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位步进步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位当前角加方位步进角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置运动一个方位步进角的角度增量。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位目标角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位转整圈后回到当前位置步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角加360度，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置转一圈360度后回到起始位置。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰下界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰下界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰下界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰上界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰上界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰上界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰步进步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰当前角加俯仰步进角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置运动一个俯仰步进角的角度增量。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰目标角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰目标角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位周扫步骤为：
方位执行所述方位匀速整周运动，同时俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位扇扫步骤为：
S310、方位扇扫时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角；
S312、当方位到达方位下界角后，方位执行所述方位定位到方位上界角；
S314、当方位到达方位上界角后，方位再执行所述方位定位到方位下界角，循环S312和S314步骤；
在方位运动的同时，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫步骤为：
S320、俯仰扇扫时，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S322、当俯仰到达俯仰下界角后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S324、当俯仰到达俯仰上界角后，俯仰再执行所述俯仰定位到俯仰下界角，循环S322和S324步骤；
在俯仰运动的同时，方位执行所述方位定位到方位目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位扇扫俯仰步进步骤为：
S330、方位扇扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S331、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，方位先执行所述方位定位到方位上界角；
S333、当方位到达方位上界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S335、当俯仰步进到位后，方位执行所述方位定位到方位下界角；
S337、当方位到方位下界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S339、当俯仰步进到位后，依次重复S331-S337的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S330的方位和俯仰动作后，再依次重复S331-S337的方位和俯仰动作。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫方位步进步骤为：
S340、俯仰扇扫方位步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S341、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S343、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S345、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S347、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S349、当方位步进到位后，依次重复S341-S347的方位和俯仰动作；当方位当前角达到或超过方位上界角，执行S340的方位和俯仰动作后，再依次重复S341-S347的方位和俯仰动作。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位周扫俯仰步进步骤为：
S350、方位周扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S352、当方位和俯仰到位后，方位执行所述方位转整圈后回到当前位置；
S354、方位转整周回到起始位置后，俯仰执行所述俯仰步进；
S356、当俯仰步进到位后，依次重复S352-S354的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S350的方位和俯仰动作后，再依次重复S352-S356的方位和俯仰动作。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫方位周步进步骤为：
S360、俯仰扇扫方位周步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S361、当方位和俯仰分别到位后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S363、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S365、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S367、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S369、当方位步进到位后，依次重复S361-S367的方位和俯仰动作；当方位当前角接近起始角附近时，执行S360的方位和俯仰动作后，再依次重复S361-S367的方位和俯仰动作。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中定向扫描步骤为：
方位执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法，将方位动作和俯仰动作组合，实现气象雷达中方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进和定向扫描模式。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出根据本申请的实施例的气象雷达空间伺服扫描的实现方法的流程图。
图2示出根据本申请的实施例的气象雷达方位和俯仰运动方向示意图。
图3示出根据本申请的实施例的方位周扫空间轨迹示意图。
图4示出根据本申请的实施例的方位扇扫空间轨迹示意图。
图5示出根据本申请的实施例的俯仰扇扫空间轨迹示意图。
图6示出根据本申请的实施例的方位扇扫俯仰步进空间轨迹示意图。
图7示出根据本申请的实施例的俯仰扇扫方位步进的空间轨迹示意图。
图8示出根据本申请的实施例的方位周扫俯仰步进的空间轨迹示意图。
图9示出根据本申请的实施例的俯仰扇扫方位周步进空间轨迹示意图。
图10示出根据本申请的实施例的定向扫描过程速率加减速示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
图1式出了一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法的流程图，包括：
S1、将方位运动归纳为方位整周运动和方位定位基本动作，将俯仰运动归纳为俯仰定位基本动作，气象雷达方位和俯仰运动方向如图2所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中方位整周运动步骤为：
从运动起点角度start处开始以加速度a安排匀加速，当速度到达设定的最大速率v后，进入匀速阶段，并一直保持。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中方位定位步骤为：
对方位定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure BDA0002826214700000071
以限制轨迹规划中的最大速率；
对方位定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
在一个具体实施例中，所述步骤S1中俯仰定位步骤为：
对俯仰定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure BDA0002826214700000072
以限制轨迹规划中的最大速率；
对俯仰定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
S2、根据气象雷达各扫描模式的参数给方位运动和俯仰运动基本动作的参数赋值，赋值后方位动作包括：方位匀速整周运动、方位定位到方位下界角、方位定位到方位上界角、方位步进、方位定位到方位目标角和方位转整圈后回到当前位置；赋值后俯仰动作包括：俯仰定位到俯仰下界角、俯仰定位到俯仰上界角、俯仰步进和俯仰定位到俯仰目标角；
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位匀速整周运动步骤为：
方位执行所述方位整周运动，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位加速后按一定速度进行连续旋转。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位下界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位下界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位下界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位上界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位上界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位上界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位步进步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位当前角加方位步进角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置运动一个方位步进角的角度增量。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位定位到方位目标角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位目标角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中方位转整圈后回到当前位置步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角加360度，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置转一圈360度后回到起始位置。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰下界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰下界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰下界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰上界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰上界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰上界角。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰步进步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰当前角加俯仰步进角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置运动一个俯仰步进角的角度增量。
在一个具体实施例中，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰目标角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰目标角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰目标角。
S3、对所述赋值后方位动作和所述赋值后俯仰动作组合，实现气象雷达中方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进和定向扫描模式。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位周扫步骤为：
方位执行所述方位匀速整周运动，同时俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角，方位周扫空间轨迹如图3所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位扇扫步骤为：
S310、方位扇扫时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角；
S312、当方位到达方位下界角后，方位执行所述方位定位到方位上界角；
S314、当方位到达方位上界角后，方位再执行所述方位定位到方位下界角，循环S312和S314步骤；
在方位运动的同时，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角，方位扇扫空间轨迹如图4所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫步骤为：
S320、俯仰扇扫时，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S322、当俯仰到达俯仰下界角后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S324、当俯仰到达俯仰上界角后，俯仰再执行所述俯仰定位到俯仰下界角，循环S322和S324步骤；
在俯仰运动的同时，方位执行所述方位定位到方位目标角，俯仰扇扫空间轨迹如图5所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位扇扫俯仰步进步骤为：
S330、方位扇扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S331、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，方位先执行所述方位定位到方位上界角；
S333、当方位到达方位上界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S335、当俯仰步进到位后，方位执行所述方位定位到方位下界角；
S337、当方位到方位下界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S339、当俯仰步进到位后，依次重复S331-S337的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S330的方位和俯仰动作后，再依次重复S331-S337的方位和俯仰动作，方位扇扫俯仰步进空间轨迹如图6所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫方位步进步骤为：
S340、俯仰扇扫方位步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S341、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S343、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S345、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S347、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S349、当方位步进到位后，依次重复S341-S347的方位和俯仰动作；当方位当前角达到或超过方位上界角，执行S340的方位和俯仰动作后，再依次重复S341-S347的方位和俯仰动作，俯仰扇扫方位步进的空间轨迹如图7所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中方位周扫俯仰步进步骤为：
S350、方位周扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S352、当方位和俯仰到位后，方位执行所述方位转整圈后回到当前位置；
S354、方位转整周回到起始位置后，俯仰执行所述俯仰步进；
S356、当俯仰步进到位后，依次重复S352-S354的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S350的方位和俯仰动作后，再依次重复S352-S356的方位和俯仰动作，方位周扫俯仰步进的空间轨迹如图8所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中俯仰扇扫方位周步进步骤为：
S360、俯仰扇扫方位周步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S361、当方位和俯仰分别到位后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S363、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S365、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S367、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S369、当方位步进到位后，依次重复S361-S367的方位和俯仰动作；当方位当前角接近起始角附近时，执行S360的方位和俯仰动作后，再依次重复S361-S367的方位和俯仰动作，俯仰扇扫方位周步进空间轨迹如图9所示。
在一个具体实施例中，所述步骤S3中定向扫描步骤为：
方位执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角，定向扫描过程速率加减速如图10所示。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (22)

1.一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法，其特征在于，包括：
S1、将方位运动归纳为方位整周运动和方位定位基本动作，将俯仰运动归纳为俯仰定位基本动作；
S2、根据气象雷达各扫描模式的参数给方位运动和俯仰运动基本动作的参数赋值，赋值后方位动作包括：方位匀速整周运动、方位定位到方位下界角、方位定位到方位上界角、方位步进、方位定位到方位目标角和方位转整圈后回到当前位置；赋值后俯仰动作包括：俯仰定位到俯仰下界角、俯仰定位到俯仰上界角、俯仰步进和俯仰定位到俯仰目标角；
S3、对所述赋值后方位动作和所述赋值后俯仰动作组合，实现气象雷达中方位周扫、方位扇扫、俯仰扇扫、方位扇扫俯仰步进、俯仰扇扫方位步进、方位周扫俯仰步进、俯仰扇扫方位周步进和定向扫描模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中方位整周运动步骤为：
从运动起点角度start处开始以加速度a安排匀加速，当速度到达设定的最大速率v后，进入匀速阶段，并一直保持。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中方位定位步骤为：
对方位定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure FDA0002826214690000011
以限制轨迹规划中的最大速率；
对方位定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中俯仰定位步骤为：
对俯仰定位进行初始化，具体为：求取运动终止角度end到运动起点角度start之间的距离s＝end－start，根据s的正负判断运动方向，如果abs(s)>v2/a，则整个定位过程满足加速－匀速－减速的条件，否则对速率v进行修正，将其修正为
Figure FDA0002826214690000012
以限制轨迹规划中的最大速率；
对俯仰定位进行轨迹规划，具体为：从运动起点角度start出发先加速，当速度到达设定的最大速率后，进入匀速阶段；当距离运动终止角度end剩余的路程小于v2/2a时，进入减速段，直至速度为0。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位匀速整周运动步骤为：
方位执行所述方位整周运动，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位加速后按一定速度进行连续旋转。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位定位到方位下界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位下界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位下界角。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位定位到方位上界角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位上界角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位上界角。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位步进步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位当前角加方位步进角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置运动一个方位步进角的角度增量。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位定位到方位目标角步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置定位到方位目标角。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中方位转整圈后回到当前位置步骤为：
方位执行所述方位定位，其动作参数设置为运动起点角度start为方位当前角，运动终止角度end为方位目标角加360度，速率v为方位扫描速度，加速度a为方位运动加速度，最终结果为方位从当前位置转一圈360度后回到起始位置。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰下界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰下界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰下界角。
12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰上界角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰上界角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰上界角。
13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中俯仰步进步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰当前角加俯仰步进角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置运动一个俯仰步进角的角度增量。
14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中俯仰定位到俯仰目标角步骤为：
俯仰执行所述俯仰定位，其动作参数设置为运动起点角度start为俯仰当前角，运动终止角度end为俯仰目标角，速率v为俯仰扫描速度，加速度a为俯仰运动加速度，最终结果为俯仰从当前位置定位到俯仰目标角。
15.根据权利要求5或14所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中方位周扫步骤为：
方位执行所述方位匀速整周运动，同时俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
16.根据权利要求5或6或14中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中方位扇扫步骤为：
S310、方位扇扫时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角；
S312、当方位到达方位下界角后，方位执行所述方位定位到方位上界角；
S314、当方位到达方位上界角后，方位再执行所述方位定位到方位下界角，循环S312和S314步骤；
在方位运动的同时，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
17.根据权利要求9或11或12中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中俯仰扇扫步骤为：
S320、俯仰扇扫时，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S322、当俯仰到达俯仰下界角后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S324、当俯仰到达俯仰上界角后，俯仰再执行所述俯仰定位到俯仰下界角，循环S322和S324步骤；
在俯仰运动的同时，方位执行所述方位定位到方位目标角。
18.根据权利要求6或7或11或13中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中方位扇扫俯仰步进步骤为：
S330、方位扇扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S331、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，方位先执行所述方位定位到方位上界角；
S333、当方位到达方位上界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S335、当俯仰步进到位后，方位执行所述方位定位到方位下界角；
S337、当方位到方位下界角后，俯仰执行所述俯仰步进；
S339、当俯仰步进到位后，依次重复S331-S337的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S330的方位和俯仰动作后，再依次重复S331-S337的方位和俯仰动作。
19.根据权利要求6或8或11或12中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中俯仰扇扫方位步进步骤为：
S340、俯仰扇扫方位步进时，方位首先执行所述方位定位到方位下界角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S341、当方位和俯仰分别到达方位下界角和俯仰下界角后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S343、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S345、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S347、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S349、当方位步进到位后，依次重复S341-S347的方位和俯仰动作；当方位当前角达到或超过方位上界角，执行S340的方位和俯仰动作后，再依次重复S341-S347的方位和俯仰动作。
20.根据权利要求9-11或13中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中方位周扫俯仰步进步骤为：
S350、方位周扫俯仰步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S352、当方位和俯仰到位后，方位执行所述方位转整圈后回到当前位置；
S354、方位转整周回到起始位置后，俯仰执行所述俯仰步进；
S356、当俯仰步进到位后，依次重复S352-S354的方位和俯仰动作；当俯仰当前角达到或超过俯仰上界角，执行S350的方位和俯仰动作后，再依次重复S352-S356的方位和俯仰动作。
21.根据权利要求8或9或11或12中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中俯仰扇扫方位周步进步骤为：
S360、俯仰扇扫方位周步进时，方位首先执行所述方位定位到方位目标角，俯仰首先执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S361、当方位和俯仰分别到位后，俯仰先执行所述俯仰定位到俯仰上界角；
S363、当俯仰到达俯仰上界角后，方位执行所述方位步进；
S365、当方位步进到位后，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰下界角；
S367、当俯仰到俯仰下界角后，方位执行所述方位步进；
S369、当方位步进到位后，依次重复S361-S367的方位和俯仰动作；当方位当前角接近起始角附近时，执行S360的方位和俯仰动作后，再依次重复S361-S367的方位和俯仰动作。
22.根据权利要求9或14中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中定向扫描步骤为：
方位执行所述方位定位到方位目标角，俯仰执行所述俯仰定位到俯仰目标角。
CN202011429738.1A 2020-12-09 2020-12-09 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法 Pending CN112764037A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011429738.1A CN112764037A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011429738.1A CN112764037A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112764037A true CN112764037A (zh) 2021-05-07

Family

ID=75693725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011429738.1A Pending CN112764037A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112764037A (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107907865A (zh) * 2017-11-14 2018-04-13 北京无线电测量研究所 一种基于离散系统雷达天线扇扫实现方法和系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107907865A (zh) * 2017-11-14 2018-04-13 北京无线电测量研究所 一种基于离散系统雷达天线扇扫实现方法和系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李重阳等: "一种通用的气象雷达扫描控制方法", 《火控雷达技术》, pages 84 - 85 *
王振收: "MINAS全数字交流伺服系统在气象雷达中的应用", 《现代电子》, pages 51 - 52 *
谭敏: "某转台伺服控制系统设计与功能实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》, pages 43 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205787903U (zh) 农业无人机
CN106716285A (zh) 农业无人机作业方法、系统及农业无人机
CN108919199B (zh) 多波束成像声纳稀疏阵列的旁瓣抑制方法、阵列稀疏方法
CN104730524A (zh) 阵列天气雷达探测系统及探测方法
US20190339385A1 (en) Weather radar apparatus
CN106772466B (zh) 一种基于形状特征搜索的近地卫星目标自动捕获算法
CN113915076B (zh) 一种基于毫米波雷达的风机净空预警方法
CN112764037A (zh) 一种气象雷达空间伺服扫描的实现方法
JP5693857B2 (ja) 気象レーダ装置及び気象観測方法
CN113625267A (zh) 基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法
CN114281101B (zh) 一种基于强化学习的无人机与云台干扰源联合搜索方法
CN114895304A (zh) 一种建筑外墙清洁探测和规划方法、设备和装置
CN113050054A (zh) 基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法
CN109557543B (zh) 一种基于方位旋转相控阵雷达的气象探测与目标监视方法
CN116755089A (zh) 基于惯导信息和探测点位置的弹载雷达sar模式自适应方法
CN114720967B (zh) 空对地自适应边界实时波束扫描方法
CN116359860A (zh) 基于有源定标器的星载微波散射计在轨方向图标定方法
CN214011495U (zh) 一种雷达侦测设备
CN104538745B (zh) 波束在天线座倾斜状态下精确指向目标的控制方法
CN110850406A (zh) 消雹精准作业引导方法
JP5632513B2 (ja) 観測装置
JP6896319B2 (ja) レーダ受信信号処理装置、プログラム及び方法
CN116224370B (zh) 基于扫描型多普勒激光雷达的低空风切变短时预警方法
CN118244631B (zh) 一种机动平台下的目标跟踪方法及装置
CN109917386A (zh) 一种圆弧地基干涉合成孔径雷达及其测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210507