军用脉冲激光测距机的 距离计数误差
军用脉冲激光测距机的 距离计数误差
作者:张和之
一、前言
在现代战争中,炮兵射击指挥已日趋自动化。 为了全面地评价射击指挥系统的精度(习惯上是指脉冲激光测距仪机距离计数器的分辨本领),需知测距误差的分布参数。在总体设计进行精度分析时,也需 要知道各项误差的来源及其分布形式, 而这方面的资料,国外由于公司间相互竞争 而保密,一直没有公布详细的内容。 近年 来,国内有不少文章从设计的角度进行了 分析,并认为计数误差是这类测距机测距 误差的主要原因。本文就如何求取计数误 差的分布参数进行讨论。
二、测距方程
△C/C—一光速误差。就我们所讨论的测距机精度而言,前两项值是比较小 的。在我们以下的分析中, 对这两项误差 未予讨论,我们讨论的是计数误差。D..N/N—计数器的计数误差。假定其 余参量都是稳定的,那么构成AN的主要 因素有1触发脉冲与钟频脉冲不同步,回波脉冲振幅衰减而引起开门时间的延迟, 线路噪音引起开门脉冲的位置闪烁等等。
三、 计数误差分析
这里只讨论由于开门脉冲与钟频脉冲 不同步而产生的误差。 对于某一 固定目标,开门与关门之间的时间是一个定值, 但由于开门脉冲与计时脉冲不同,加之计 时脉冲又存在一有效脉冲宽, 这就产生计 数误差6.N• 习惯上总取6.N=土1。
按目标距离是否为钟频脉冲周期T的整数倍。由上述分析可知,测距误差是相位差和所测距离的尾数的函数。而开门脉 冲与钟频脉冲不同步的相位差,是在区间上服从均匀分布的随机变量,记为 X。目标距离尾数b,对于两个相邻整数 倍之间的无穷多目标,也可以认为是均匀 分布,其区间为记为Y。因而测 距误差是二维随机变鼠的函数,将上述结果整理。显然,这里并没有考虑回波脉冲振幅衰减而引起的时间延迟,也没有考虑线路噪音引起门脉冲位置的闪烁。这些误差可根据测距机的具体线路而予以确定。
四、小结
1.由测距误差的函数表示式可知,测距误差只在很小的区间中取负值,大部分测量值均误远,这与大多数实测情况是一致的。
2.误差的平均值约等于钟频脉冲宽度所相应的距离量。减小有利于减少测距的系统误差。
3.测距中,计数误差的均方差与钟频率脉冲宽度无关,因此减小钟频脉冲宽度值并不能减小测距偶然误差。
4.在计算测距误差的均方差时,应取计数误差,据此,有理由认为计数误差是测距误差均方差的下限值。在对没有给出的激光测距机按其计数器的距离分辨力估求其均方差时,不应低于计数误差值,我们几年的几次实验结果也证实了这点。对于新研制的激光测距机,若能按抽样法测定其测距误差的均方差,使用较可靠。美国GCS-5激光测距机的技术验收条件就规定了要实测其测距误差的均方差。
5.进一步的计算表明,若技术脉冲与门脉冲的相位差变化范围控制的比钟频周期小些,这是一个大于的值,说明如此做的结果会增大测距的系统个误差。对于测距精度为米级的军用脉冲激光测距机所导出的这一结果,还缺少验证的数据。
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