交会对接微波雷达大范围高精度测角算法

doi:10.3780/j.issn.1000-758X.2013.05.007

中国空间科学技术 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (5): 43-48.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2013.05.007

交会对接微波雷达大范围高精度测角算法

严琪, 杨瑞强, 踪念科, 张蓬, 蔡春贵

（中国空间技术研究院西安分院，西安710100）

收稿日期:2012-09-11 修回日期:2013-03-18 出版日期:2013-10-25 发布日期:2013-10-25
作者简介:严琪 1981年生，2007年获清华大学计算机科学与技术专业硕士学位，工程师。主要研究方向为星间链路技术。

ResearchonLargeRangeHighprecisionAngleMeasurementAlgorithminRVDMicrowaveDockingRadar

YAN Qi, YANG Rui-Qiang, ZONG Nian-Ke, ZHANG Peng, CAI Chun-Gui

(ChinaAcademyofSpaceTechnology(Xi′an)，Xi′an710100)

Received:2012-09-11 Revised:2013-03-18 Published:2013-10-25 Online:2013-10-25

摘要/Abstract

摘要： 针对现有交会对接微波雷达测角算法不能同时满足远程与近程目标测量精度问题，提出了一种基于相差复矢量匹配的二维测角算法。在定义了目标函数基础上，利用相差复矢量的酉空间内积特性将二维角度估计问题等效为目标函数最大化的非线性优化过程，规避了线性算法近距离误差大的缺点。数值仿真、机载飞行试验和微波暗室试验都表明，该算法对近程、远程目标的测角精度优于0.12°，且易于实现，有较高的工程应用价值。

关键词: 交会对接, 雷达, 大范围, 相差复矢量匹配, 测角, 航天器

Abstract: Thetraditionalanglemeasurementmethodsofmicrowaveradararedifficulttosatisfyaccuracyrequirementsundertherendezvousanddockingnearfieldconditions.Toachievethehighprecisionanglemeasuringinawiderangeincludingnearfieldaswellasfarfield,anewalgorithmbasedonphasedifferencecomplexvectormatchingwasproposed.Firstly,anobjectfunctionwasdefinedtoquantifythesimilarityofthephasedifferencecomplexvector.Secondly,anonlinearprogrammingmodelwasestablishedtoestimatetheazimuthandelevationanglesandthesolvingstepsofthemodelweredescribedindetail.Finally,theresultsofnumericalsimulation,airborneflighttestandanechoicchamberexperimentprovetheeffectivenessofthealgorithmwithahighprecisionof0.12°.

Key words: Rendezvousanddocking, Radar, Largescale, Phasedifferencecomplexvectormatching, Anglemeasurement, Spacecraft

严琪, 杨瑞强, 踪念科, 张蓬, 蔡春贵. 交会对接微波雷达大范围高精度测角算法[J]. 中国空间科学技术, 2013, 33(5): 43-48.

YAN Qi, YANG Rui-Qiang, ZONG Nian-Ke, ZHANG Peng, CAI Chun-Gui. ResearchonLargeRangeHighprecisionAngleMeasurementAlgorithminRVDMicrowaveDockingRadar[J]. Chinese Space Science and Technology, 2013, 33(5): 43-48.

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