直升机多普勒导航的原理与应用

赵阳 朱海文 董健

摘 要：多普勒导航雷达的研制开发工作大约是从1946年开始的，其在一定程度上可以提供极为精确的地速测量值，主要是用于直升机的航位推算法导航中。多普勒的研制开发适用于商业民用航空的雷达导航系统，然而这些系统在直升机的跨洋飞行导航系统当中得到了非常广泛的实际应用。本文主要是针对直升机多普勒导航的原理以及实际应用进行详细的分析，为从事使用直升机多普勒导航雷达设备的工程技术人员以供参考。

关键词：直升机 多普勒 导航原理 实际应用

前 言

多普勒雷达导航从早期的研发阶段开始到现目前所出现的变化都是减轻多普勒导航雷达传感器的自身重量，其在最开始的重量大约在350磅左右，发展到现目前的10磅左右。在多普勒实际设计研发期间，还存在很多的问题，比如跟踪多普勒频谱的实现方法和天线稳定方式等方面都是需要在前期环节中重视的。多普勒雷达主要是充分运用多普勒效应进行实际定位，测速等工作的导航雷达，其在当前军事，生产，航空航天等范畴内的使用相对较广泛。

一：直升机多普勒雷达导航的工作原理分析

脉冲多谱勒雷达的主要工作原理是；当雷达发射固定频率的脉冲波对空间进行扫描时，若是遇到了在活动的目标，其回波的实际频率以及所发射的发射波的频率是会出现一定程度上的误差的，其成为多普勒频率。在某种程度上根据多普勒频率的大小，可以测定出活动目标对于雷达导航的径向相对运动的速度，然后再根据所发射出的脉冲以及所接受到的时间差，可以在一定程度上测定出活动目标的实际距离。与此同时还能够使用脉冲频率过滤等方法来检测出活动目标的多普勒评论蒲县，这样能够让雷达导航从强杂波当中分辨出目标的实际信号。直升机多普勒雷达导航主要是由发射机，天线，接收机以及数字信号处理剂和雷达数据处理等部分所构成。其机载直升机多普勒雷达通常采用的都是相干体制，其有着相对较高的载频稳定度以及频谱精纯度等，在某种程度上可以充分的采取现目前先进的数字信号处理技术，这样能够让脉冲多普勒雷达导航在重复频率以及多种发射信号的形式有所转变，这样还能够在数据处理机中充分运用代数的方法，这样能够在某种程度上应用滤波理论的数据处理机中对活动目标的相关数据进行具体的预测等。

二：直升机多普勒雷达的特点

第一，脉冲多普勒雷达可以采用编程序信号处理机，这样能够在某种程度上增大雷达信号的处理容量，灵活性以及速度，从而提升雷达设备的重复使用性，还能够让雷达和跟踪活动目标的同时进行实际搜索并且能够改变或者是提升直升机导航雷达的工作状态，从而让累到具有对付外界因素中各种干扰因素的能力和识别活动目标的能力。第二，脉冲多普勒雷达才可以采用多普勒波束锐化技术来获取对目标的高辨识度，在对空对地的实际应用中还能够提升对活动目标提供高辨识度的地图测绘以及高分辨度的局部放大测绘，在对空中物体进行判断时也可以分辨出密集编队的群体活动目标，能够清晰的确定活动目标的距离等。第三，脉冲多普勒雷达可以充分采用可编程序栅控行波管，从而在一定程度上雷达工作能够在不同的脉冲中重复频率的实际应用，其自身具有较强的波形能力，还能够根据不同的空中战术状态而改变不同的脉冲重复频率波形，在一定程度能够获得各种工作状态的最佳性能，从而让多普勒雷达的性能得以完全体现。

三：直升机多普勒导航实际应用

直升机多普勒导航装置的有效运用，能够在一定程度上保证直升机的安全，能够让直升机的飞行目标以及飞行姿态变的更为稳定，在某种层面上还可以规避突发情况和安全隐患，从而直接提升直升机处理任务的时效性以及安全性。

3.1 直升机组合导航的实际应用

组合导航主要是把好几种导航系统进行组合起来，这样能够在一定程度上形成一个新型的多功能的导航装置。在某种情况下组合导航装置以及系统在构建期间可以充分的进行重新调试的形式和SINS/GPS以及加权组合形式位置组合的形式，这三种方法，能够在一定程度上去完成组合导航系统以及装置的完整构建。在某种层面上去分析GPS和SINS组合导航系统的位置组合形式，再来对所完成的直升机多普勒导航的功能性进行分析；组合导航的系统主要是由GPS卫星和曼陀以所组成的，其可以充分的去完成对直升机飞行目标和飞行姿态的具体位置进行标准的测定，并且还能够在时间中标明，GPS和SINS组合导航系统的位置以及直升机的姿态信息有相对较好的重复性，从而直接能够符合直升机飞行的具体需求，让直升机能够得到导航的指引，更好的去对飞行目标和飞行姿态有一个更好的效果。

直升机多普勒雷达在1946年的时候就已经开始运用在测量速度中，在国外军用直升机中其最早开始采用的导航就是使用的多普勒导航，在1960年时，多普勒导航在直升机中进行了长距离线上也充分的运用了这种导航系统。在很早之前多普勒导航系统所采用的电子管式多普勒雷达以及机电模拟式导航计算机，然后在今后的几年中逐渐改用了晶体管式多普勒雷达以及数字电子计算机，到了现如今多普勒导航系统才逐渐发展成为了组合导航系統，比如多普勒惯性导航系统等诸多中组合导航系统都是运用在了现在的直升机实际飞行过程中。直升机多普勒导航在海上具有自动修正功能，其不需要参加海陆修正开关。可以和从发根运用设入海面风和洋流来对海洋风以及洋流的影响进行修正的。然后在传感器发生的故障时其所具备的导航费那事。其在所有地貌上空的三维悬停，这样能够在直升机多普勒雷达中有很强的效果。是在某种程度上计算机的速度相对较快，在速度时间和速度起伏上都是有相对较小的延迟性的，在一定程度上海面上的噪声率谱密度相对较小，在一定程度上满足和自动驾驶的导航一起具有相对应的连接，其能够自动的进行地标和目标的锁定，在直升机飞行到飞航点时可以进行位置的实时更新，然后在直升机的目标上空时还可以进行对于目标的储存，这样能够让直升机多普勒导航的效果达到最佳。

结语

总而言之，多普勒的在当前的应用十分广泛，在我国各领域中都是应用，尤其是在直升机，军事领域中的应用极为宽广，其能够带给直升机对于飞行目标和飞行姿态的确定，在一定程度上保证了直升机的飞行安全。

参考文献

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