[发明专利]一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法有效

专利信息
申请号: 201810666772.7 申请日: 2018-06-26
公开(公告)号: CN109061583B 公开(公告)日: 2020-05-19
发明(设计)人: 陈嘉鸿;刘勇;赵文华;凌晓冬 申请(专利权)人: 中国卫星海上测控部
主分类号: G01S7/40 分类号: G01S7/40;G01B11/16
代理公司: 江阴义海知识产权代理事务所(普通合伙) 32247 代理人: 杨晓华
地址: 214400 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 大型 雷达 基座 垂直 变形 测量方法
【说明书】:

发明属于空间飞行器测控技术领域,公开了一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法。针对当前船载大型雷达天线基座垂直方向结构变形缺少可用测量方法的问题,公布了一种利用光纤布拉格光栅传感器高精度结构应变测量能力,通过合适的安装方案设计和对应的局部应变量与全局变形值计算模型,获得雷达基座垂直方向变形量实测值的测量方法。该方法克服了雷达基座内部因安装空间受限导致传统的利用直通光路进行光学变形测量方法难以实施的困难。该方法光纤光栅传感器可以紧贴雷达基座桶壁安装,占用空间小,变形测量精度高,可在海上动态情况下实时获取雷达基座垂直方向的变形量,从而可提高船载雷达测量精度。

技术领域

本发明涉及空间飞行器测控技术领域,具体涉及一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法。

背景技术

无线电雷达系统由于其全天时、全天候等应用的独特优势,在空间监视、目标探测特别是航天测控中扮演着越来越重要的角色。雷达测量精度作为最重要的性能指标之一,长期以来一直是工程技术人员研究和设计的重点。船载雷达由于平台运动的特点,制约测量精度的因素较陆上雷达要多。特别是由于船舶运动的影响,雷达基座轴系误差和结构变形存在动态变化的特点,但由于技术原因,该类变化目前一直没有合适的方法进行测量或鉴定。

关于船体结构变形测量问题,当前较为普遍的方法是使用大钢管建立专用光学测量通道,通过光学手段测量两个测点间相对位移量,从而获取相对变形角度。当前兴起的摄像变形测量方法是一种更加便捷的方法,但仍需要专用光学通道,只是比传统大钢管变形测量方法要小很多。以上两类方法精度较高,设备工作稳定,但设备系统占用甲板空间较大,专用光通道有时难以保证。特别是雷达基座垂向结构变形问题,由于难以提供专用的光通道,长期以来其动态变形均依赖结构设计的力学仿真分析结果,并默认总体上不影响雷达系统测量精度要求。

发明内容

本发明的目的在于,克服现有技术中存在的缺陷,本发明针对船载雷达基座垂直方向结构变形给出了一种可实现的测量方法,可为船载雷达系统的基座结构设计验证、动态性能检验以及高精度测量提供技术支撑的一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法。一方面可验证雷达基座结构设计的合理性,另一方面可提供船载雷达高精度测量支持。

为实现上述目的,本发明的技术方案是设计一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法,所述测量方法为沿船舶左舷、右舷和船艏舷、船艉舷方向将光纤布拉格光栅传感器分段、对称贴面安装于雷达基座桶壁的内壁,根据安装方案确定变形测量与计算方法,包括以下测量步骤:

步骤1、确定传感器安装部位:将用于变形测量的光纤传感器沿船舶的左舷、右舷和船艏舷、船艉舷方向上下四条线分段安装,根据船载雷达基座实物结构确定分段位置和安装部位,分段的基本原则按结构件连接处和直线无法通过处作为分段部位或分界点;各相邻分段光纤传感器相邻连接焊点间无变形或变形量小到可忽略;

步骤2、确定传感器类型:根据被测部位的上下高度确定所选用的传感器,20cm以内的应变测量使用通用应变计,20~100cm使用引申应变计,100cm以上的使用高精位移计;

步骤3、传感器安装:对步骤1所确定的安装部位进行标记,并对安装点周边进行除锈、磨平,利用焊机点焊传感器安装螺柱,根据安装部位特点及预定的传感器类型选择合适工装;

步骤4、传感器连接:根据测试仪器每通道同步采集串联传感器节点数量能力,分别将船舶左舷、右舷、船艏舷、船艉舷向四条安装舷上的多只传感器光纤接头相互串联熔接为若干条,各节点数据易读取并比较的组合;

步骤5、数据采集与变形量计算:安装连接完成后,打开测试仪器,同步采集各传感器应变量数据;由于船舶摇摆和变形一般定义为船舶左舷、右舷及船艏舷、船艉舷方向,按照方位角船艏舷方向为0度的定义,4条测舷的方位角分别记为0度、90度、180度、270度,利用四个典型方向应变值及结构力学原理计算雷达基座垂直方向横摇、纵摇变形角;

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