第6章目标距离的测量 随机误差系指因某种偶然因素引起的测距误差,所以又称偶 然误差。凡属设备本身工作不稳定性造成的随机误差称为设备 误差,如接收时间滞后的不稳定性、各部分回路参数偶然变化、 晶体振荡器频率不稳定以及读数误差等。凡属系统以外的各种 偶然因素引起的误差称为外界误差,如电波传播速度的偶然变化 电波在大气中传播时产生折射以及目标反射中心的随机变化等 随机误差一般不能补偿掉,因为它在多次测量中所得的距离 值不是固定的而是随机的。因此,随机误差是衡量测距精度的主 要指标
第 6 章 目标距离的测量 随机误差系指因某种偶然因素引起的测距误差, 所以又称偶 然误差。凡属设备本身工作不稳定性造成的随机误差称为设备 误差, 如接收时间滞后的不稳定性、各部分回路参数偶然变化、 晶体振荡器频率不稳定以及读数误差等。 凡属系统以外的各种 偶然因素引起的误差称为外界误差, 如电波传播速度的偶然变化、 电波在大气中传播时产生折射以及目标反射中心的随机变化等。 随机误差一般不能补偿掉, 因为它在多次测量中所得的距离 值不是固定的而是随机的。因此, 随机误差是衡量测距精度的主 要指标
第6章目标距离的测量 1.电波传播速度变化产生的误差 如果大气是均匀的,则电磁波在大气中的传播是等速直线, 此时测距公式(60.1)中的c值可认为是常数。但实际上大气层的 分布是不均匀的且其参数随时间、地点而变化。大气密度、湿 度、温度等参数的随机变化,导致大气传播介质的导磁系数和 介电常数也发生相应的改变,因而电波传播速度c不是常量而是 个随机变量。由式(612)可知,由于电波传播速度的随机误差 而引起的相对测距误差为 ∠R∠c (6.1.3) R
第 6 章 目标距离的测量 1. 电波传播速度变化产生的误差 如果大气是均匀的, 则电磁波在大气中的传播是等速直线, 此时测距公式(6.0.1)中的c值可认为是常数。 但实际上大气层的 分布是不均匀的且其参数随时间、地点而变化。大气密度、湿 度、 温度等参数的随机变化, 导致大气传播介质的导磁系数和 介电常数也发生相应的改变, 因而电波传播速度c不是常量而是 一个随机变量。由式(6.1.2)可知, 由于电波传播速度的随机误差 而引起的相对测距误差为 c c R R = (6.1.3)
第6章目标距离的测量 随着距离R的增大,由电波速度的随机变化所引起的测距误差 ΔR也增大。在昼夜间大气中温度、气压及湿度的起伏变化所引 起的传播速度变化为ΔcC≈105,若用平均值c作为测距计算的标准 常数,则所得测距精度亦为同样量级,例如R=60km时, ΔR=60×103×105=0.6m的数量级对常规雷达来讲可以忽略。 电波在大气中的平均传播速度和光速亦稍有差别,且随工作 波长λ而异,因而在测距公式(601)中的c值亦应根据实际情况校 准,否则会引起系统误差,表61列出了几组实测的电波传播速度 值
第 6 章 目标距离的测量 随着距离R的增大, ΔR也增大。在昼夜间大气中温度、 气压及湿度的起伏变化所引 起的传播速度变化为Δc/c≈10-5 , 若用平均值c作为测距计算的标准 常 数 , 则所得测距精度亦为同样量级 , 例 如 R=60 km时 , ΔR=60×103×10-5=0.6m的数量级,对常规雷达来讲可以忽略。 电波在大气中的平均传播速度和光速亦稍有差别, 且随工作 波长λ而异, 因而在测距公式(6.0.1)中的c值亦应根据实际情况校 准, 否则会引起系统误差, 表6.1列出了几组实测的电波传播速度 值
第6章目标距离的测量 表61在不同条件下电磁波传播速度 传播条件 备 注 真空 299776±4 根据1941年测得的材料 299773±10 根据1944年测得的材料 利用红外波段光在大气中的传播2990562.00根据1972年测得的材料 厘米波(A=10cm)在地面一飞机间 传播,当飞机高度为 H1=3.3km 299713 皆为平均值,根据脉冲导航系统测 H2=6.5km 299733 得的材料 H3=9.8km 299750
第 6 章 目标距离的测量 表6.1 在不同条件下电磁波传播速度
第6章目标距离的测量 2.因大气折射引起的误差 当电波在大气中传播时,由于大气介质分布不均匀将造成电 波折射,因此电波传播的路径不是直线而是走过一个弯曲的轨迹。 在正折射时电波传播途径为一向下弯曲的弧线。 由图64可看出,虽然目标的真实距离是R,但因电波传播不 是直线而是弯曲弧线,故所测得的回波延迟时间=2Rc,这就产 生一个测距误差(同时还有测仰角的误差△B) AR=R-Ro (6.1.4
第 6 章 目标距离的测量 2. 因大气折射引起的误差 当电波在大气中传播时, 由于大气介质分布不均匀将造成电 波折射, 因此电波传播的路径不是直线而是走过一个弯曲的轨迹。 在正折射时电波传播途径为一向下弯曲的弧线。 由图6.4可看出, 虽然目标的真实距离是R0 , 但因电波传播不 是直线而是弯曲弧线, 故所测得的回波延迟时间tR =2R/c,这就产 生一个测距误差(同时还有测仰角的误差Δβ): R = R − R0 (6.1.4)