雷達參數測量精度與解析度的關係
通常雷達直接測量的目標參數包括:徑向距離,方位和俯仰角以及徑向速度等。雷達是在雜訊、雜波和其他有意無意的干擾中檢測目標回波並測量目標參數的,因此測量不可避免的存在測量誤差。
雷達的測量誤差一般可以分為系統誤差和隨機誤差。
系統誤差與準確度
系統誤差是對同一被測量進行了多次測量,將所得結果的平均值與被測量的真實值之差。它一般來源於系統本身,可以通過精確的校準來減少誤差,最後可以通過數學補償的方法,從測量結果中基本去除。
準確度則是反映了多次重複測量仍然存在的偏離真實值的這個誤差,也就是反映的是系統誤差。
隨機誤差與精度
隨機誤差又稱偶然誤差或不定誤差,是在測量的過程中一系列有關因素微小的隨機波動而形成的具有相互抵償性的誤差。其主要來源是接收機的熱雜訊和雜波干擾等影響。雷達的測量雜訊通常服從正態分布,具有零均值的特點,多次測量的隨機誤差的平均值趨向於零。
精度是指測量的結果相對於被測量真值的偏離程度,是測量值與真實值一致性的度量。其包含了隨機誤差,而沒有系統誤差。
既然系統誤差可以基本解決,那麼下面主要討論影響雷達測量精度的因素,它一般是用均方根誤差來衡量。
距離測量精度
雷達通過測量回波的延時來測量目標的徑向距離,往返時間的測量精度主要取決於信號的瞬時帶寬和信噪比。
因此,增加信號帶寬和信噪比可以提高測距精度,另外通過增加採樣率也可以彌補採樣點錯過回波脈衝峰值帶來的測量誤差。
速度測量精度
採用脈衝多普勒體制的雷達,利用雷達與目標相對運動帶來的多普勒效應,在頻域測量雷達與目標的相對運動速度即徑向速度。檢測前雷達還進行了相參積累,一般用快速傅立葉(FFT)方法進行測量。
因此速度測量精度與相參積累時間和信噪比有關,相參積累時間越長、信噪比越高,速度測量的均方根越小,也就是測速精度越高。
角度測量精度
在採用單脈衝方式測量目標的方位和俯仰角度時,其測量精度主要取決於天線波束寬度和信噪比。天線波束越窄、信噪比越高,雷達的測角精度越高。
精度與解析度的關係
首先,雷達參數的測量精度與參數的解析度是不同的概念。
解析度體現的是分辨二個目標的情況;而測量精度反映是一個目標的測量值與真實值之間的誤差關係。
其次,精度與解析度之間也是有關聯的。
用一個統一的便於理解的公式來表述:參數解析度越高、信噪比越高,則參數的測量精度越高。
通常,測量精度要比解析度高。當然,無論測量精度還是解析度都不是越高越好,夠用就好。
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