本發(fā)明屬于塔康系統(tǒng)(Tactical Navigation System)，用于塔康信標(biāo)模擬器方位角精度的標(biāo)校與評(píng)估。

背景技術(shù)：

塔康信標(biāo)模擬器是檢查、測(cè)試、校準(zhǔn)塔康機(jī)載設(shè)備的專用設(shè)備，可以模擬塔康信標(biāo)發(fā)射的方位信號(hào)和距離應(yīng)答信號(hào)，為塔康機(jī)載設(shè)備提供方位、距離及射頻電平等定標(biāo)指示。

塔康測(cè)角分為粗測(cè)和精測(cè)兩方面：通過(guò)計(jì)算主基準(zhǔn)脈沖群定時(shí)點(diǎn)與15Hz包絡(luò)上升沿過(guò)零點(diǎn)之間的相位差，可得到粗方位角度；計(jì)算輔基準(zhǔn)脈沖群定時(shí)點(diǎn)與135Hz包絡(luò)上升沿過(guò)零點(diǎn)之間的相位差，即可得到精方位角度；兩者組合構(gòu)成塔康的角度測(cè)量。

國(guó)內(nèi)研制塔康模擬器的單位主要是中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所和陜西寶雞765廠，由于沒(méi)有完善模擬器方位角的標(biāo)定方法，模擬器方位角只能通過(guò)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行功能性測(cè)量。

目前，廣泛使用的進(jìn)口塔康模擬器主要是AIRCO REPUBLIC ELECTRONICS公司的DTS-200型模擬器，其使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)中有關(guān)于方位角標(biāo)校的介紹，分粗角度標(biāo)校和精角度標(biāo)校兩方面，標(biāo)校步驟如下：

1.粗角度標(biāo)校

(1)模擬器設(shè)置狀態(tài)：

15Hz調(diào)制度：0％；

135Hz調(diào)制度：0％；

射頻電平輸出功率：0dBm；

隨機(jī)填充脈沖對(duì)數(shù)量：0對(duì)/秒。

(2)測(cè)試連接狀態(tài)(如圖1所示)：

示波器通道1連接到15Hz同步信號(hào)；

示波器通道2連接到模擬器射頻輸入/輸出接口。

(3)測(cè)量通道1的15Hz同步信號(hào)下降沿與主基準(zhǔn)脈沖群的第10個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)間的時(shí)間間隔。

(4)將15Hz同步信號(hào)與主基準(zhǔn)脈沖群的時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換為方位角，與模擬器設(shè)定角度比較，可得出模擬器粗角度輸出誤差。

2.精角度標(biāo)校

精角度標(biāo)校與粗角度標(biāo)校方法相同，只需將示波器通道1連接到135Hz同步信號(hào)，測(cè)量通道1的135Hz同步信號(hào)下降沿與輔基準(zhǔn)脈沖群的第12個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)間的時(shí)間間隔，并轉(zhuǎn)換為角度，即可標(biāo)校出模擬器精角度。

該標(biāo)校方法存在以下問(wèn)題：

1.沒(méi)有從模擬器輸出信號(hào)入手，測(cè)試模擬器的方位角，得出角誤差輸出精度，可信度不高；

2.在標(biāo)校中需要將模擬器15Hz、135Hz信號(hào)的調(diào)制度設(shè)為0％，在實(shí)際應(yīng)用中，如果是這樣不可能輸出方位角；

3.沒(méi)有考慮模擬器射頻輸出信號(hào)中15Hz、135Hz上升沿過(guò)零點(diǎn)在塔康方位角中的作用。

因此，需要一個(gè)實(shí)用、可靠的塔康信標(biāo)模擬器方位角輸出精度的標(biāo)校方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種塔康信標(biāo)模擬器方位角輸出精度的標(biāo)校方法，通過(guò)構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型，測(cè)試模擬器實(shí)際輸出信號(hào)，得到模擬器方位角輸出精度，本發(fā)明具有普遍通用性，適應(yīng)于所有塔康信標(biāo)模擬器方位角輸出精度的標(biāo)校。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟1、構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型

其中，A為載波信號(hào)幅值；π為圓周率常數(shù)；t為時(shí)間變量；m₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；m₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；θ₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；θ₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；f₀為載波頻率；G(t)為塔康脈沖波形；t_i為塔康脈沖到達(dá)時(shí)刻；δ(t-t_i)為沖擊函數(shù)；N為脈沖個(gè)數(shù)；

步驟2、構(gòu)建塔康方位包絡(luò)信號(hào)數(shù)學(xué)模型

u(t)＝a₀+a₁sin(2π·15t)+a₂cos(2π·15t)+a₃sin(2π·135t)+a₄cos(2π·135t)

其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為系數(shù)；

步驟3、設(shè)置模擬器15Hz、135Hz調(diào)制度為20％，設(shè)置射頻輸出信號(hào)功率電平為-10dBm，設(shè)置隨機(jī)填充脈沖對(duì)數(shù)量為2700對(duì)/秒，方位角θ₀在0～359.9°范圍內(nèi)設(shè)置；

步驟4、對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)，t_i為采樣的時(shí)間點(diǎn)，s_i為采樣幅值，i＝1,2,3....n，n為采樣點(diǎn)數(shù)，n大于f_s為采集設(shè)備的采樣率；

步驟5、將采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)進(jìn)行Hilbert變換，得到模擬器的輸出包絡(luò)信號(hào)(t_i,u_i)，其中，u_i為Hilbert變換后的幅值；

步驟6、測(cè)量主基準(zhǔn)脈沖群的第10個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j，j＝1,2,3....l，其中，主基準(zhǔn)脈沖群有l(wèi)組；

步驟7、測(cè)量輔基準(zhǔn)脈沖群的第12個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j，j＝1,2,3....p，其中，輔基準(zhǔn)脈沖群有p組；

步驟8、計(jì)算包絡(luò)信號(hào)中脈沖的峰值y(t_k,u_k)，k＝1,2,3....m，其中包絡(luò)信號(hào)中共有m個(gè)脈沖；

步驟9、應(yīng)用最小二乘法擬合塔康信號(hào)包絡(luò)，計(jì)算a₀、a₁、a₂、a₃、a₄的值，得到模擬器輸出信號(hào)包絡(luò)的擬合模型

u(t)＝a₀+a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)+a₃sin(270πt)+a₄cos(270πt)；

步驟10、將擬合得到的塔康包絡(luò)信號(hào)模型除去直流分量，分解成15Hz、135Hz兩部分，

15Hz信號(hào)包絡(luò)模型u₁₅(t)＝a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)；

135Hz信號(hào)包絡(luò)模型u₁₃₅(t)＝a₃sin(270πt)+a₄·cos(270πt)；

步驟11、計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_q，q＝1,2,3....q₁₅，其中，q₁₅表示15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

步驟12、計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_w，w＝1,2,3....w₁₃₅，其中，w₁₃₅表示135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

步驟13、以主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j為起始點(diǎn)，計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_q，滯后主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j的時(shí)間Δt₁₅(i)并轉(zhuǎn)換為角度，測(cè)量出i₁₅個(gè)粗測(cè)方位角θ₁₅(i)＝360°·15·Δt₁₅(i)，i＝1,2,3...i₁₅，i₁₅＝min(l,q₁₅)；

步驟14、以輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j為起始點(diǎn)，計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_w，滯后輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j的時(shí)間Δt₁₃₅(i)并轉(zhuǎn)換為角度，得到i₁₃₅個(gè)精測(cè)方位角θ₁₃₅(i)＝360°·135·Δt₁₃₅(i)，i＝1,2,3...i₁₃₅，i₁₃₅＝min(p,w₁₃₅)；

步驟15、計(jì)算模擬器輸出的方位角

其中，若第i₁₅個(gè)主基準(zhǔn)后沒(méi)有精測(cè)角度，n＝i₁₅-1，否則n＝i₁₅；n₁₃₅(i)為第i個(gè)主基準(zhǔn)與第i+1個(gè)主基準(zhǔn)之間精測(cè)角度的數(shù)量；

計(jì)算模擬器輸出方位角的方差其中，θ(i)為測(cè)量的方位角，i＝1,2,3...n，n為方位角測(cè)量的數(shù)量；θ₀為模擬器設(shè)置的方位角。

本發(fā)明的有益效果是：首先構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)模擬器輸出塔康信號(hào)直接采樣，基于構(gòu)建出的塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)擬合，分離出主基準(zhǔn)脈沖、輔基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，按照塔康測(cè)角原理，計(jì)算得到塔康模擬器輸出的方位角，與模擬器標(biāo)稱方位角比較，最終實(shí)現(xiàn)塔康方位角精度的標(biāo)校。本發(fā)明基于通用測(cè)試儀器，通過(guò)直接測(cè)試塔康信標(biāo)模擬器輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)塔康信標(biāo)模擬器輸出方位角標(biāo)校，具有溯源性好、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)塔康信標(biāo)模擬器方位角精度標(biāo)校具有普遍適用性，填補(bǔ)了塔康信標(biāo)模擬器方位角精度標(biāo)校的空白。

附圖說(shuō)明

圖1為DTS-200型塔康模擬器方位角標(biāo)?？驁D；

圖2為塔康基帶信號(hào)波形示意圖；

圖3為塔康模擬器方位角精度標(biāo)校流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。

本發(fā)明提供的塔康信標(biāo)模擬器方位角輸出精度標(biāo)校方法包括以下步驟：

1.構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型

其中：A為載波信號(hào)幅值；

π為圓周率常數(shù)；

t為時(shí)間變量；

m₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；

m₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；

θ₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；

θ₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；

f₀為載波頻率；

G(t)為塔康脈沖波形；

t_i為塔康脈沖到達(dá)時(shí)刻；

δ(t-t_i)為沖擊函數(shù)；

N為脈沖個(gè)數(shù)。

2.構(gòu)建塔康方位包絡(luò)信號(hào)數(shù)學(xué)模型

由塔康信號(hào)的數(shù)學(xué)模型可得出方位包絡(luò)信號(hào)數(shù)學(xué)模型：

u(t)＝a₀+a₁sin(2π·15t)+a₂cos(2π·15t)+a₃sin(2π·135t)+a₄cos(2π·135t)

其中：a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為系數(shù)；

t為時(shí)間變量；

π為圓周率常數(shù)。

3.模擬器設(shè)置

在進(jìn)行塔康方位角標(biāo)校時(shí)，為確保塔康包絡(luò)信號(hào)的解調(diào)，模擬器15Hz、135Hz調(diào)制度的設(shè)置為20％，射頻輸出信號(hào)功率電平設(shè)置為-10dBm，隨機(jī)填充脈沖對(duì)數(shù)量設(shè)為2700對(duì)/秒，方位角θ₀可在0～359.9°范圍內(nèi)設(shè)置(因?yàn)槟M器方位角步進(jìn)量通常為0.1°)。

4.對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)，t_i為采樣的時(shí)間點(diǎn)，s_i為采樣幅值(i＝1,2,3....n，n為采樣點(diǎn)數(shù))，如采集設(shè)備的采樣率為f_s，需采集不小于6個(gè)完整塔康周期，則采樣點(diǎn)數(shù)n應(yīng)大于

5.將采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)進(jìn)行Hilbert變換，得到模擬器的輸出包絡(luò)信號(hào)(t_i,u_i)，其中，t_i為采樣的時(shí)間點(diǎn)，u_i為Hilbert變換后的幅值(i＝1,2,3....n)。

6.主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)的測(cè)量

由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，結(jié)合主基準(zhǔn)脈沖群的編碼特性，測(cè)量主基準(zhǔn)脈沖群的第10個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j(j＝1,2,3....l)，其中有l(wèi)組主基準(zhǔn)脈沖群。

7.輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)的測(cè)量

由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，結(jié)合輔基準(zhǔn)脈沖群的編碼特性，測(cè)量輔基準(zhǔn)脈沖群的第12個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j(j＝1,2,3....p)，其中輔基準(zhǔn)脈沖群有p組。

8.由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，計(jì)算包絡(luò)信號(hào)中脈沖的峰值y(t_k,u_k)，(k＝1,2,3....m)，其中信號(hào)包絡(luò)中共有m個(gè)脈沖。

9.擬合模擬器輸出信號(hào)包絡(luò)

依據(jù)脈沖的峰值y(t_k,u_k)，(k＝1,2,3....m)，應(yīng)用最小二乘法擬合塔康信號(hào)包絡(luò)，計(jì)算a₀、a₁、a₂、a₃、a₄的值，得到模擬器輸出信號(hào)包絡(luò)的擬合模型：

u(t)＝a₀+a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)+a₃sin(270πt)+a₄cos(270πt)

其中：a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為包絡(luò)模型的擬合系數(shù)；

t為時(shí)間變量；

π為圓周率常數(shù)。

10.將擬合得到的塔康包絡(luò)信號(hào)模型除去直流分量，分解成15Hz、135Hz兩部分。

15Hz信號(hào)包絡(luò)模型：u₁₅(t)＝a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)

135Hz信號(hào)包絡(luò)模型：u₁₃₅(t)＝a₃sin(270πt)+a₄·cos(270πt)

其中：a₁、a₂、a₃、a₄為包絡(luò)模型的擬合系數(shù)；

t為時(shí)間變量；

π為圓周率常數(shù)。

11.由15Hz信號(hào)包絡(luò)模型計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_q(q＝1,2,3....q₁₅)，其中，q₁₅表示15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

12.由135Hz信號(hào)包絡(luò)模型計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_w(w＝1,2,3....w₁₃₅)，其中，w₁₃₅表示135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

13.方位角粗測(cè)

以主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....l)為起始點(diǎn)，計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_q(q＝1,2,3....q₁₅)，滯后主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....l)的時(shí)間Δt₁₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₅)，通過(guò)下式轉(zhuǎn)換為角度，可測(cè)量出i₁₅個(gè)粗測(cè)方位角。

θ₁₅(i)＝360°·15·Δt₁₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₅)

其中：i₁₅＝min(l,q₁₅)

14.方位角精測(cè)

以輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....p)為起始點(diǎn)，計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_w(w＝1,2,3....w₁₃₅)，滯后輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....p)的時(shí)間Δt₁₃₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₃₅)，通過(guò)下式轉(zhuǎn)換為角度，可得到i₁₃₅個(gè)精測(cè)方位角。

θ₁₃₅(i)＝360°·135·Δt₁₃₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₃₅)

其中：i₁₃₅＝min(p,w₁₃₅)

15.計(jì)算測(cè)量的方位角及方差

●模擬器輸出方位角的計(jì)算

按照下式計(jì)算模擬器輸出的方位角：

其中：i＝1,2,3...n，若第i₁₅個(gè)主基準(zhǔn)后沒(méi)有精測(cè)角度時(shí)，n＝i₁₅-1，否則n＝i₁₅；

n₁₃₅(i)為第i個(gè)主基準(zhǔn)與第i+1個(gè)主基準(zhǔn)之間精測(cè)角度的數(shù)量；

floor為向下取整函數(shù)，例如，floor(3.9)＝3。

●模擬器輸出方位角標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算

按照下式計(jì)算模擬器輸出方位角的方差σ：

其中：θ(i)為測(cè)量的方位角，i＝1,2,3...n，n為方位角測(cè)量的數(shù)量；

θ₀為模擬器設(shè)置的方位角。

從塔康信號(hào)特性出發(fā)，本發(fā)明的實(shí)施例提出了塔康方位角的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)方位角解算原理，給出了塔康模擬器方位角標(biāo)定的具體方法。

步驟一：構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型

塔康信號(hào)是脈沖幅度調(diào)制，在每個(gè)鐘形脈沖內(nèi)由正弦波調(diào)制，脈沖幅值形成的包絡(luò)是15Hz和135Hz正弦信號(hào)的疊加，塔康信號(hào)的方位角體現(xiàn)在15Hz和135Hz正弦信號(hào)的相位中，由此構(gòu)建塔康信號(hào)數(shù)學(xué)模型如下：

其中：A為載波信號(hào)幅值；

m₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；

m₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)調(diào)制度；

θ₁₅為15Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；

θ₁₃₅為135Hz正弦包絡(luò)信號(hào)初相；

f₀為載波頻率；

G(t)為塔康脈沖；

t_i為塔康脈沖到達(dá)時(shí)刻；

δ(t-t_i)為沖擊函數(shù)；

N為脈沖個(gè)數(shù)。

步驟二：構(gòu)建塔康方位包絡(luò)信號(hào)數(shù)學(xué)模型

由塔康信號(hào)的數(shù)學(xué)模型可得出方位包絡(luò)信號(hào)數(shù)學(xué)模型：

將(1)式展開(kāi)，可得：

u(t)＝A{1+m₁₅[sin(2π·15t)cosθ₁₅+cos(2π·15t)sinθ₁₅]+

m₁₃₅[sin(2π·135t)cosθ₁₃₅+cos(2π·135t)sinθ₁₃₅]}

即：

u(t)＝a₀+a₁sin(2π·15t)+a₂cos(2π·15t)+a₃sin(2π·135t)

+a₄cos(2π·135t) (2)

其中：a₀＝A

a₁＝Am₁₅cosθ₁₅

a₂＝Am₁₅sinθ₁₅

a₃＝Am₁₃₅cosθ₁₃₅

a₄＝Am₁₃₅sinθ₁₃₅

可見(jiàn)，塔康信號(hào)的包絡(luò)可以看作是sin(2π·15t)、cos(2π·15t)、sin(2π·135t)和cos(2π·135t)的線性組合。

步驟三：模擬器設(shè)置

在進(jìn)行塔康方位角標(biāo)校時(shí)，為確保塔康包絡(luò)信號(hào)的解調(diào)，模擬器15Hz、135Hz調(diào)制度的設(shè)置為20％，射頻輸出信號(hào)功率電平設(shè)置為-10dBm，隨機(jī)填充脈沖對(duì)數(shù)量設(shè)為2700對(duì)/秒，方位角θ₀可在0～359.9°范圍內(nèi)設(shè)置。

步驟四：應(yīng)用數(shù)據(jù)采集設(shè)備(如通用高速數(shù)字存儲(chǔ)示波器)對(duì)模擬器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)，t_i為采樣的時(shí)間點(diǎn)，s_i為采樣幅值(i＝1,2,3....n，n為采樣點(diǎn)數(shù))，如采集設(shè)備的采樣率為f_s，需采集不小于6個(gè)完整塔康周期，則采樣點(diǎn)數(shù)n應(yīng)大于

步驟五：將采樣數(shù)據(jù)(t_i,s_i)進(jìn)行Hilbert變換，得到模擬器的輸出包絡(luò)信號(hào)(t_i,u_i)，其中：t_i為采樣的時(shí)間點(diǎn)，u_i為Hilbert變換后的幅值(i＝1,2,3....n)。

注：Hilbert變換是一種將時(shí)域?qū)嵭盘?hào)變?yōu)闀r(shí)域解析信號(hào)的方法，Hilbert變換所得的解析信號(hào)的實(shí)部是實(shí)信號(hào)本身，虛部是實(shí)信號(hào)的Hilbert變換，而解析信號(hào)的幅值便是實(shí)信號(hào)的包絡(luò)。

步驟六：主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)的測(cè)量

由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，結(jié)合主基準(zhǔn)脈沖群的編碼特性，測(cè)量主基準(zhǔn)脈沖群的第10個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j(j＝1,2,3....l)，其中有l(wèi)組主基準(zhǔn)脈沖群。

步驟七：輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)的測(cè)量

由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，結(jié)合輔基準(zhǔn)脈沖群的編碼特性，測(cè)量輔基準(zhǔn)脈沖群的第12個(gè)脈沖上升沿50％點(diǎn)的時(shí)間t_j(j＝1,2,3....p)，其中輔基準(zhǔn)脈沖群有p組。

步驟八：由Hilbert變換得到的包絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)(t_i,u_i)，(i＝1,2,3....n)，計(jì)算包絡(luò)信號(hào)中脈沖的峰值y(t_k,u_k)，(k＝1,2,3....m)，信號(hào)包絡(luò)中共有m個(gè)脈沖。步驟九：計(jì)算模擬器輸出信號(hào)包絡(luò)模型

依據(jù)脈沖的峰值y(t_k,u_k)，(k＝1,2,3....m)及公式(2)，應(yīng)用最小二乘法，計(jì)算a₀、a₁、a₂、a₃、a₄的值，擬合得到模擬器輸出信號(hào)包絡(luò)模型：

u(t)＝a₀+a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt)+a₃sin(270πt)+a₄cos(270πt) (3)

其中：a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為包絡(luò)模型的擬合系數(shù)；

t為時(shí)間變量；

π為圓周率常數(shù)。

步驟十：將擬合得到的信號(hào)模型除去直流分量，分解成15Hz、135Hz兩部分：

u₁₅(t)＝a₁sin(30πt)+a₂cos(30πt) (4)

u₁₃₅(t)＝a₃sin(270πt)+a₄·cos(270πt) (5)

其中：(4)式表示15Hz信號(hào)包絡(luò)，(5)式表示135Hz信號(hào)包絡(luò)；

a₁、a₂、a₃、a₄為包絡(luò)模型的擬合系數(shù)；

t為時(shí)間變量；

π為圓周率常數(shù)。

步驟十一：由(4)式計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_q(q＝1,2,3....q₁₅)，其中，q₁₅表示15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

步驟十二：由(5)式計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)t_w(w＝1,2,3....w₁₃₅)，w₁₃₅表示135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

步驟十三：方位角粗測(cè)

通過(guò)計(jì)算主基準(zhǔn)參考點(diǎn)與15Hz包絡(luò)上升沿過(guò)零點(diǎn)之間的相位差，即可得到粗測(cè)方位角。

以主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....l)為起始點(diǎn)，計(jì)算15Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_q(q＝1,2,3....q₁₅)，滯后主基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....l)的時(shí)間Δt₁₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₅)，通過(guò)公式(6)轉(zhuǎn)換為角度，可測(cè)量出i₁₅個(gè)粗測(cè)方位角。

θ₁₅(i)＝360°·15·Δt₁₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₅) (6)

其中：i₁₅＝min(l,q₁₅)

步驟十四：方位角精測(cè)

方位角精測(cè)原理與粗測(cè)相同，通過(guò)計(jì)算輔基準(zhǔn)參考點(diǎn)與135Hz包絡(luò)上升沿過(guò)零點(diǎn)之間的相位差，即可得到精測(cè)方位角。

以輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....p)為起始點(diǎn)，計(jì)算135Hz包絡(luò)信號(hào)上升沿過(guò)零點(diǎn)t_w(w＝1,2,3....w₁₃₅)，滯后輔基準(zhǔn)脈沖群參考點(diǎn)t_j(j＝1,2,3....p)的時(shí)間Δt₁₃₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₃₅)，通過(guò)公式(7)轉(zhuǎn)換為角度，可得到i₁₃₅個(gè)精測(cè)方位角。

θ₁₃₅(i)＝360°·135·Δt₁₃₅(i)，(i＝1,2,3...i₁₃₅) (7)

其中：i₁₃₅＝min(p,w₁₃₅)

步驟十五：方位角精測(cè)和粗測(cè)的結(jié)合，計(jì)算測(cè)量的方位角及方差

●模擬器輸出方位角的計(jì)算

按照公式(8)可測(cè)量出模擬器輸出的方位角：

其中：i＝1,2,3...n，若第i₁₅個(gè)主基準(zhǔn)后沒(méi)有精測(cè)角度時(shí)，n＝i₁₅-1，否則n＝i₁₅；

n₁₃₅(i)為第i個(gè)主基準(zhǔn)與第i+1個(gè)主基準(zhǔn)之間精測(cè)角度的數(shù)量；

floor為向下取整函數(shù)，例如：floor(2.7)＝2。

●模擬器輸出方位角標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算

按照公式(9)可計(jì)算模擬器輸出方位角的方差σ：

其中：θ(i)為測(cè)量的方位角，i＝1,2,3...n，n為方位角測(cè)量的數(shù)量；

θ₀為模擬器設(shè)置的方位角。